KR20220167688A - Semiconductor memory device and manufacturing method of semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 3차원 반도체 메모리 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a three-dimensional semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.
반도체 메모리 장치는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들을 포함한다. 3차원 반도체 메모리 장치는 3차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있다.A semiconductor memory device includes memory cells capable of storing data. A 3D semiconductor memory device may include a 3D memory cell array.
3차원 메모리 셀 어레이의 집적도 향상을 위해, 메모리 셀들의 적층 수를 증가시킬 수 있다. 메모리 셀들의 적층 수가 증가될수록 3차원 반도체 메모리 장치의 제조공정이 복잡해지고 구조적인 안정성이 저하될 수 있다.In order to improve the degree of integration of the 3D memory cell array, the number of stacked memory cells may be increased. As the number of stacked memory cells increases, a manufacturing process of the 3D semiconductor memory device becomes more complicated and structural stability may deteriorate.
본 발명의 실시 예는 구조적인 안정성 및 제조공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 반도체 메모리 장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention may provide a semiconductor memory device capable of improving structural stability and stability of a manufacturing process and a manufacturing method thereof.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 제1 도전성 게이트 콘택; 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 콘택 절연패턴; 상기 제1 콘택 절연패턴을 감싸는 제1 도전패턴; 상기 제1 도전패턴 상에 배치되고, 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제2 도전패턴; 및 상기 제1 도전패턴 및 상기 제2 도전패턴을 관통하는 셀 플러그를 포함할 수 있다. 상기 제2 도전패턴은, 상기 제1 콘택 절연패턴에 중첩되고 상기 제1 도전성 게이트 콘택에 접촉된 제1 에지부; 및 상기 제1 에지부로부터 상기 셀 플러그를 향해 연장되고, 상기 제1 에지부보다 두꺼운 제1 베이스부를 포함할 수 있다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a first conductive gate contact; a first contact insulation pattern surrounding the first conductive gate contact; a first conductive pattern surrounding the first contact insulating pattern; a second conductive pattern disposed on the first conductive pattern and surrounding the first conductive gate contact; and a cell plug penetrating the first conductive pattern and the second conductive pattern. The second conductive pattern may include a first edge portion overlapping the first contact insulating pattern and contacting the first conductive gate contact; and a first base portion that extends from the first edge portion toward the cell plug and is thicker than the first edge portion.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 수평 도프트 반도체 패턴; 상기 수평 도프트 반도체 패턴 상에 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들 및 복수의 도전패턴들을 포함하고, 상기 수평 도프트 반도체 패턴에 중첩된 셀 영역 및 상기 셀 영역으로부터 연장된 콘택영역을 포함하는 계단형 적층체; 상기 수평 도프트 반도체 패턴에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역을 관통하는 셀 채널막; 상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역을 관통하고 상기 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨로 연장된 복수의 도전성 게이트 콘택들; 및 상기 도전성 게이트 콘택들 각각의 측벽을 파고드는 보호막을 포함할 수 있다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a horizontally doped semiconductor pattern; A staircase including a plurality of interlayer insulating films and a plurality of conductive patterns alternately stacked on the horizontally doped semiconductor pattern, and including a cell region overlapping the horizontally doped semiconductor pattern and a contact region extending from the cell region. mold laminate; a cell channel film connected to the horizontally doped semiconductor pattern and penetrating the cell region of the stepped stack; a plurality of conductive gate contacts penetrating the contact region of the stepped stack and extending to a level at which the horizontally doped semiconductor pattern is disposed; and a protective layer penetrating sidewalls of each of the conductive gate contacts.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들 및 복수의 도전패턴들을 포함하고, 셀 영역 및 상기 셀 영역으로부터 연장된 콘택영역을 포함하는 계단형 적층체; 상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역 아래에 배치된 수평 도프트 반도체 패턴; 상기 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨에서 상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역 아래에 배치된 하부 절연막; 상기 하부 절연막을 관통하는 복수의 하부 콘택들; 상기 수평 도프트 반도체 패턴에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역을 관통하는 셀 채널막; 및 상기 복수의 하부 콘택들에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역을 관통하는 복수의 도전성 게이트 콘택들을 포함할 수 있다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a stepped stack including a plurality of interlayer insulating films and a plurality of conductive patterns that are alternately stacked, and including a cell region and a contact region extending from the cell region; a horizontally doped semiconductor pattern disposed under the cell region of the stepped stack; a lower insulating layer disposed below the contact region of the stepped stack at a level where the horizontally doped semiconductor pattern is disposed; a plurality of lower contacts penetrating the lower insulating layer; a cell channel film connected to the horizontally doped semiconductor pattern and penetrating the cell region of the stepped stack; and a plurality of conductive gate contacts connected to the plurality of lower contacts and penetrating the contact region of the stepped stack.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법은 하부 층간 절연막, 중간 층간 절연막, 상부 층간 절연막, 상기 하부 층간 절연막과 상기 중간 층간 절연막 사이의 하부 베이스부 및 상기 하부 베이스부로부터 상기 중간 층간 절연막보다 측부로 돌출되고 상기 하부 베이스보다 얇은 하부 에지부를 포함하는 하부 희생막, 및 상기 중간 층간 절연막과 상기 상부 층간 절연막 사이의 상부 베이스부 및 상기 상부 베이스부로부터 상기 상부 층간 절연막보다 측부로 돌출되고 상기 상부 베이스부보다 얇은 상부 에지부를 포함하는 예비 계단형 적층체를 형성하는 단계; 상기 예비 계단형 적층체를 덮는 충진 절연막을 형성하는 단계; 상기 충진 절연막, 상기 상부 에지부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 통해 상기 상부 에지부를 희생패드로 대체하는 단계; 상기 콘택홀을 통해 상기 하부 베이스부의 일부를 콘택 절연패턴으로 대체하는 단계; 및 상기 콘택홀의 내부에 상기 콘택 절연패턴 및 상기 희생패드로 둘러싸인 지지구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a lower interlayer insulating film, an intermediate interlayer insulating film, an upper interlayer insulating film, a lower base portion between the lower interlayer insulating film and the middle interlayer insulating film, and the middle interlayer insulating film from the lower base portion. A lower sacrificial film that protrudes more to the side and includes a lower edge portion that is thinner than the lower base, and an upper base portion between the middle interlayer insulating film and the upper interlayer insulating film, and a lower sacrificial film that protrudes laterally from the upper base part than the upper interlayer insulating film and the upper interlayer insulating film. forming a pre-stepped laminate comprising an upper edge portion that is thinner than an upper base portion; forming a filling insulating film covering the preliminary stepped laminate; forming a contact hole penetrating the filling insulating layer, the upper edge portion, the middle interlayer insulating layer, the lower base portion, and the lower interlayer insulating layer; replacing the upper edge portion with a sacrificial pad through the contact hole; replacing a part of the lower base portion with a contact insulation pattern through the contact hole; and forming a support structure surrounded by the contact insulating pattern and the sacrificial pad inside the contact hole.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법은 예비 수평막 및 보호막이 적층된 하부 적층체를 형성하는 단계; 상기 하부 적층체를 예비 수평패턴과 예비 콘택구조로 분리하는 단계; 상기 예비 수평패턴과 상기 예비 콘택구조 상에, 순차로 적층된 하부 층간 절연막, 하부 희생막, 중간 층간 절연막, 상부 희생막 및 상부 층간 절연막을 포함하는 예비 계단형 적층체를 형성하는 단계; 상기 예비 계단형 적층체를 관통하고 상기 예비 콘택구조 내부로 연장된 지지구조를 형성하는 단계; 상기 하부 희생막 및 상기 상부 희생막 각각을 도전패턴으로 교체하는 단계; 및 상기 예비 콘택구조의 상기 예비 수평막 및 상기 지지구조를 도전성 게이트 콘택으로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes forming a lower stack in which a preliminary horizontal film and a passivation film are stacked; Separating the lower laminate into a preliminary horizontal pattern and a preliminary contact structure; forming a preliminary stepped stack including a lower interlayer insulating layer, a lower sacrificial layer, a middle interlayer insulating layer, an upper sacrificial layer, and an upper interlayer insulating layer sequentially stacked on the preliminary horizontal pattern and the preliminary contact structure; forming a support structure penetrating the preliminary stepped laminate and extending into the preliminary contact structure; replacing each of the lower sacrificial layer and the upper sacrificial layer with a conductive pattern; and replacing the preliminary horizontal film and the support structure of the preliminary contact structure with a conductive gate contact.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법은 예비 수평막 및 보호막이 적층된 하부 적층체를 형성하는 단계; 상기 하부 적층체를 예비 수평패턴과 예비 콘택구조로 분리하는 단계; 상기 예비 콘택구조를 관통하는 하부 콘택을 형성하는 단계; 상기 예비 수평패턴, 상기 예비 콘택구조 및 상기 하부 콘택을 포함하는 하부 구조상에, 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들 및 복수의 희생막들을 포함하는 예비 계단형 적층체를 형성하는 단계; 상기 예비 계단형 적층체를 식각함으로써, 상기 예비 수평막에 중첩된 상기 예비 계단형 적층체의 셀 영역을 관통하는 슬릿 및 상기 하부 콘택에 중첩된 상기 예비 계단형 적층체의 콘택영역을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀 내부에 배치되고, 상기 층간 절연막들 사이로 연장된 지지구조를 형성하는 단계; 상기 희생막들 각각을 도전패턴으로 교체하는 단계; 및 상기 콘택홀 내부의 상기 지지구조의 일부를 상기 하부 콘택에 접속된 도전성 게이트 콘택으로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes forming a lower stack in which a preliminary horizontal film and a passivation film are stacked; Separating the lower laminate into a preliminary horizontal pattern and a preliminary contact structure; forming a lower contact penetrating the preliminary contact structure; forming a preliminary stepped laminate including a plurality of interlayer insulating films and a plurality of sacrificial films alternately stacked on a lower structure including the preliminary horizontal pattern, the preliminary contact structure, and the lower contact; By etching the preliminary stepped laminate, a slit passing through the cell region of the preliminary stepped laminate overlapped with the preliminary horizontal film and a contact passing through the contact region of the preliminary stepped laminate overlapped with the lower contact forming a hole; forming a support structure disposed inside the contact hole and extending between the interlayer insulating films; replacing each of the sacrificial layers with a conductive pattern; and replacing a part of the support structure inside the contact hole with a conductive gate contact connected to the lower contact.
본 기술은 희생막 및 희생패드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 희생물의 두께 차이를 이용하여 콘택 절연패턴을 타겟 위치에 자가 정렬시킬 수 있다. 이로써, 본 기술은 제조공정의 안정성을 높일 수 있다.According to the present technology, a contact insulating pattern may be self-aligned at a target position by using a difference in thickness of a sacrificial material including at least one of a sacrificial film and a sacrificial pad. Thus, the present technology can increase the stability of the manufacturing process.
본 기술은 지지구조를 도전성 게이트 콘택으로 대체함으로써, 도전성 게이트 콘택과 지지구조에 의해 할애되는 면적을 줄일 수 있다. 또한, 본 기술은 도전성 게이트 콘택 주위에 별도의 지지구조를 배치하지 않더라도, 도전성 게이트 콘택이 배치될 영역에 미리 형성된 지지구조를 통해 구조적 안정성 및 제조공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.The present technology can reduce the area occupied by the conductive gate contact and the support structure by replacing the support structure with the conductive gate contact. In addition, the present technology can improve structural stability and manufacturing process stability through a pre-formed support structure in an area where the conductive gate contact is to be disposed, even without disposing a separate support structure around the conductive gate contact.
본 기술에 따르면, 도전성 게이트 콘택 주위에 배치되는 몇몇의 지지구조를 생략하더라도 제조공정의 안정성을 향상시킬 수 있으므로, 생략된 지지구조의 면적만큼 도전성 게이트 콘택의 면적을 증대시킬 수 있다.According to the present technology, even if some support structures arranged around the conductive gate contact are omitted, the stability of the manufacturing process can be improved, and thus the area of the conductive gate contact can be increased by the area of the omitted support structure.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 단면도들이다.
도 4는 도 3b에 도시된 AR1 영역에 대한 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 AR2 영역에 대한 확대 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 하부 적층체를 복수의 패턴들로 분리하는 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 예비 계단형 적층체의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 콘택홀 및 더미홀의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시 예에 따른 희생패드 및 콘택 절연패턴의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 채널홀의 형성방법을 나타내는 단면도이다.
도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21, 도 22a 및 도 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 예비 메모리패턴, 채널구조, 제1 지지구조 및 제2 지지구조의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 23a, 도 23b, 도 24a, 도 24b, 도 25a 및 도 25b는 본 발명의 실시 예에 따른 블로킹 절연막 및 도전패턴의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 26, 도 27, 도 28a, 도 28b, 도 29a, 도 29b, 도 30a, 도 30b, 도 31a, 도 31b, 도 32a 및 도 32b는 본 발명의 실시 예에 따른 공통소스패턴, 도전성 게이트 콘택 및 더미 콘택의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 33a 내지 도 33j는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 34a 내지 도 34o는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 35는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 36은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a part of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the AR1 region shown in FIG. 3B.
5 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the area AR2 shown in FIG. 5 .
7A and 7B are cross-sectional views illustrating a process of separating a lower laminate into a plurality of patterns according to an embodiment of the present invention.
8a, 8b, 9a, 9b, 10a and 10b are cross-sectional views illustrating a method of forming a preliminary stepped laminate according to an embodiment of the present invention.
11A, 11B, 12A, 12B, 13A and 13B are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact hole and a dummy hole according to an embodiment of the present invention.
14A, 14B, 15A, 15B, 16A, 16B, 17A, and 17B are cross-sectional views illustrating a method of forming a sacrificial pad and a contact insulating pattern according to an embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view showing a method of forming a channel hole according to an embodiment of the present invention.
19a, 19b, 20a, 20b, 21, 22a, and 22b are cross-sectional views illustrating a method of forming a preliminary memory pattern, a channel structure, a first support structure, and a second support structure according to an embodiment of the present invention. admit.
23A, 23B, 24A, 24B, 25A, and 25B are cross-sectional views illustrating a method of forming a blocking insulating film and a conductive pattern according to an embodiment of the present invention.
26, 27, 28a, 28b, 29a, 29b, 30a, 30b, 31a, 31b, 32a, and 32b show a common source pattern and a conductive gate contact according to an embodiment of the present invention. and cross-sectional views illustrating a method of forming a dummy contact.
33A to 33J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
34A to 34O are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
35 is a block diagram showing the configuration of a memory system according to an embodiment of the present invention.
36 is a block diagram showing the configuration of a computing system according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위해 예시된 것이다. 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않고, 다양한 형태로 실시될 수 있다.Specific structural or functional descriptions of embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification or application are illustrated to explain the embodiment according to the concept of the present invention. Embodiments according to the concept of the present invention are not construed as being limited to the embodiments described in this specification or application, and may be implemented in various forms.
본 발명의 실시 예에서 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.In embodiments of the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used for the purpose of distinguishing one component from another.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치는 메모리 셀 어레이(20) 및 메모리 셀 어레이(20)를 제어하는 주변회로(30)를 포함할 수 있다. 메모리 셀 어레이(20)는 주변회로(30) 상에 배치될 수 있다. 이로써, 메모리 셀 어레이(20) 및 주변회로(30)가 점유하는 기판의 면적을 줄일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the semiconductor memory device may include a
메모리 셀 어레이(20)는 복수의 메모리 블록들을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 블록은 비트라인(BL1 또는 BL2), 워드라인(WL), 소스 셀렉트 라인(SSL), 드레인 셀렉트 라인(DSL1 또는 DSL2) 및 공통소스패턴(CSL)을 경유하여 주변회로(30)에 접속될 수 있다.The
각각의 메모리 블록은 복수의 비트라인들을 포함할 수 있다. 복수의 비트라인들은 제1 비트라인(BL1) 및 제2 비트라인(BL2)을 포함할 수 있다. 비트라인의 개수는 도면에 도시된 바로 제한되지 않는다.Each memory block may include a plurality of bit lines. The plurality of bit lines may include a first bit line BL1 and a second bit line BL2. The number of bit lines is not limited as shown in the drawing.
각각의 비트라인(BL1 또는 BL2)에 복수의 메모리 셀 스트링들이 병렬로 접속될 수 있다. 각각의 메모리 블록은 공통소스패턴(CSL)에 병렬로 접속된 제1 메모리 셀 스트링(CS1), 제2 메모리 셀 스트링(CS2), 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 제1 메모리 셀 스트링(CS1) 및 제3 메모리 셀 스트링(CS3)은 제1 비트라인(BL1)에 병렬로 접속될 수 있고, 제2 메모리 셀 스트링(CS2) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)은 제2 비트라인(BL2)에 병렬로 접속될 수 있다. 각각의 비트라인(BL1 또는 BL2)에 접속된 메모리 셀 스트링의 개수와 공통소스패턴(CSL)에 접속된 메모리 셀 스트링의 개수는 도면에 도시된 바로 제한되지 않는다.A plurality of memory cell strings may be connected in parallel to each bit line BL1 or BL2. Each memory block includes a first memory cell string CS1, a second memory cell string CS2, a third memory cell string CS3, and a fourth memory cell string CS4 connected in parallel to the common source pattern CSL. ) may be included. As an embodiment, the first memory cell string CS1 and the third memory cell string CS3 may be connected in parallel to the first bit line BL1, and the second memory cell string CS2 and the fourth memory The cell string CS4 may be connected in parallel to the second bit line BL2. The number of memory cell strings connected to each bit line BL1 or BL2 and the number of memory cell strings connected to the common source pattern CSL are not limited as shown in the drawing.
제1 메모리 셀 스트링(CS1), 제2 메모리 셀 스트링(CS2), 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)은 복수의 워드라인들(WL)에 접속될 수 있다. 제1 메모리 셀 스트링(CS1), 제2 메모리 셀 스트링(CS2), 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)은 각각의 워드라인(WL)에 공통으로 접속될 수 있다.The first memory cell string CS1 , the second memory cell string CS2 , the third memory cell string CS3 , and the fourth memory cell string CS4 may be connected to a plurality of word lines WL. The first memory cell string CS1 , the second memory cell string CS2 , the third memory cell string CS3 , and the fourth memory cell string CS4 may be commonly connected to respective word lines WL. .
각각의 워드라인(WL)에 공통으로 접속된 제1 메모리 셀 스트링(CS1), 제2 메모리 셀 스트링(CS2), 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)은 서로 분리된 2이상의 소스 셀렉트 라인들에 구분되어 접속되거나, 서로 분리된 2이상의 드레인 셀렉트 라인들에 구분되어 접속될 수 있다. 일 실시 예로서, 소스 셀렉트 라인(SSL)에 제1 메모리 셀 스트링(CS1), 제2 메모리 셀 스트링(CS2), 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)이 공통으로 접속될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)에 각각 접속된 제1 메모리 셀 스트링(CS1) 및 제2 메모리 셀 스트링(CS2)은 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)에 공통으로 접속될 수 있고, 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)에 각각 접속된 제3 메모리 셀 스트링(CS3) 및 제4 메모리 셀 스트링(CS4)은 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)에 공통으로 접속될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 메모리 셀 스트링들, 드레인 셀렉트 라인들 및 소스 셀렉트 라인들의 연결구조는 다양할 수 있다.The first memory cell string CS1 , the second memory cell string CS2 , the third memory cell string CS3 , and the fourth memory cell string CS4 commonly connected to each word line WL are separated from each other. may be separately connected to two or more source select lines, or may be separately connected to two or more drain select lines separated from each other. As an embodiment, the first memory cell string CS1 , the second memory cell string CS2 , the third memory cell string CS3 , and the fourth memory cell string CS4 are common to the source select line SSL. can be connected. In this case, the first and second memory cell strings CS1 and CS2 connected to the first and second bit lines BL1 and BL2 are commonly connected to the first drain select line DSL1. The third memory cell string CS3 and the fourth memory cell string CS4 respectively connected to the first and second bit lines BL1 and BL2 are common to the second drain select line DSL2. can be connected. The present invention is not limited thereto, and connection structures of memory cell strings, drain select lines, and source select lines may vary.
각각의 메모리 셀 스트링(CS1, CS2, CS3 또는 CS4)은 소스 셀렉트 트랜지스터(SST), 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST) 및 서로 직렬로 연결된 복수의 메모리 셀들(MC)을 포함할 수 있다. 각각의 메모리 셀 스트링(CS1, CS2, CS3 또는 CS4)은 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)를 경유하여 공통소스패턴(CSL)에 접속될 수 있다. 각각의 메모리 셀 스트링(CS1, CS2, CS3 또는 CS4)은 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)를 경유하여 각각의 메모리 셀 스트링에 대응하는 비트라인(BL1 또는 BL2)에 접속될 수 있다. 복수의 메모리 셀들(MC)은 셀 채널막에 의해 소스 셀렉트 트랜지스터(SST)와 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.Each memory cell string CS1 , CS2 , CS3 , or CS4 may include a source select transistor SST, a drain select transistor DST, and a plurality of memory cells MC connected in series with each other. Each of the memory cell strings CS1 , CS2 , CS3 , or CS4 may be connected to the common source pattern CSL via the source select transistor SST. Each memory cell string CS1 , CS2 , CS3 , or CS4 may be connected to a bit line BL1 or BL2 corresponding to each memory cell string via a drain select transistor DST. The plurality of memory cells MC may be connected in series between the source select transistor SST and the drain select transistor DST by a cell channel layer.
소스 셀렉트 트랜지스터(SST)의 게이트는 소스 셀렉트 라인(SSL)에 접속될 수 있다. 드레인 셀렉트 트랜지스터(DST)의 게이트는 드레인 셀렉트 라인(DSL1 또는 DSL2)에 접속될 수 있다. 메모리 셀(MC)의 게이트는 그에 대응하는 워드라인(WL)에 접속될 수 있다.A gate of the source select transistor SST may be connected to the source select line SSL. A gate of the drain select transistor DST may be connected to the drain select line DSL1 or DSL2. A gate of the memory cell MC may be connected to a corresponding word line WL.
주변회로(30)는 소스 드라이버(SD), 페이지 버퍼(PB) 및 로우 디코더(RD)를 포함할 수 있다.The
소스 드라이버(SD)는 공통소스패턴(CSL)을 통해 메모리 셀 어레이(20)에 접속될 수 있다. 소스 드라이버(SD)는 메모리 셀 어레이(20)의 동작에 필요한 전압을 공통소스패턴(CSL)에 전송할 수 있다.The source driver SD may be connected to the
로우 디코더(RD)는 복수의 워드라인들(WL), 소스 셀렉트 라인(SSL), 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인들(DSL1, DSL2)을 통해 메모리 셀 어레이(20)에 접속될 수 있다. 로우 디코더(RD)는 로우 어드레스 신호에 응답하여 복수의 워드라인들(WL), 소스 셀렉트 라인(SSL), 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인들(DSL1, DSL2)로 동작 전압들을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.The row decoder RD may be connected to the
페이지 버퍼(PB)는 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)을 통해 메모리 셀 어레이(20)에 접속될 수 있다. 페이지 버퍼(PB)는 메모리 셀(MC)에 데이터를 저장할 수 있도록, 그에 입력되는 외부 데이터에 따라 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)을 선택적으로 프리차지할 수 있다. 페이지 버퍼(PB)는 메모리 셀(MC)로부터 데이터를 독출할 수 있도록, 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)의 전류 또는 전압을 센싱할 수 있다.The page buffer PB may be connected to the
소스 드라이버(SD), 페이지 버퍼(PB) 및 로우 디코더(RD)는 인터커넥션들을 통해 복수의 워드라인들(WL), 소스 셀렉트 라인(SSL), 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인들(DSL1, DSL2) 및 제1 및 제2 비트라인들(BL1, BL2)에 접속될 수 있다.The source driver SD, the page buffer PB, and the row decoder RD may include a plurality of word lines WL, a source select line SSL, and first and second drain select lines DSL1 through interconnections. DSL2) and the first and second bit lines BL1 and BL2.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.2 is a plan view illustrating a part of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 반도체 메모리 장치는 복수의 슬릿들(SI)에 의해 서로 분리된 복수의 계단형 적층체들(ST)을 포함할 수 있다. 각각의 계단형 적층체(ST)는 셀 영역(CAR), 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the semiconductor memory device may include a plurality of stepped stacked bodies ST separated from each other by a plurality of slits SI. Each stepped stacked body ST may include a cell region CAR, a contact region CTR, and an extension region ER.
계단형 적층체(ST)의 셀 영역(CAR)은 복수의 셀 플러그들(CPL)에 의해 관통될 수 있다. 복수의 셀 플러그들(CPL)은 XYZ좌표계의 XY평면에서 지그재그로 배열될 수 있다. 복수의 셀 플러그들(CPL)의 배열은 이에 제한되지 않는다. 각각의 셀 플러그(CPL)는 XYZ좌표계의 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 셀 플러그(CPL)의 횡단면 형상은 원형, 타원형, 다각형, 및 정사각형 등 다양할 수 있다.The cell region CAR of the stepped stack structure ST may be penetrated by a plurality of cell plugs CPL. The plurality of cell plugs CPL may be arranged in a zigzag pattern in the XY plane of the XYZ coordinate system. The arrangement of the plurality of cell plugs CPL is not limited thereto. Each cell plug CPL may extend in the Z-axis direction of the XYZ coordinate system. The cross-sectional shape of the cell plug CPL may be various, such as a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and a square shape.
계단형 적층체(ST)의 콘택영역(CTR)은 셀 영역(CAR)으로부터 연장될 수 있다. 계단형 적층체(ST)의 콘택영역(CTR)은 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A)에 의해 관통될 수 있다. 각각의 도전성 게이트 콘택(181A)은 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A)의 횡단면 형상은 원형, 타원형, 다각형, 및 정사각형 등 다양할 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A)은 XY평면에서 셀 플러그(CPL)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다.The contact region CTR of the stepped stack structure ST may extend from the cell region CAR. The contact region CTR of the stepped stack structure ST may be penetrated by the plurality of
계단형 적층체(ST)의 연장영역(ER)은 콘택영역(CTR)으로부터 연장될 수 있다. 계단형 적층체(ST)의 연장영역(ER)은 복수의 더미 콘택들(181B)에 의해 관통될 수 있다. 더미 콘택(181B)의 횡단면 형상은 원형, 타원형, 다각형, 및 정사각형 등 다양할 수 있다. 각각의 더미 콘택(181B)은 XY평면에서 셀 플러그(CPL)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 일 실시 예로서, XY평면에서 더미 콘택(181B)은 도전성 게이트 콘택(181A)과 실질적으로 동일한 면적으로 형성될 수 있다.The extension region ER of the stepped laminate ST may extend from the contact region CTR. The extension region ER of the stepped stack ST may be penetrated by the plurality of
서로 이웃한 슬릿들(SI) 사이에 적어도 하나의 드레인 분리 슬릿(DSI)이 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)과 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)은 드레인 분리 슬릿(DSI)에 의해 서로 분리될 수 있다. 드레인 분리 슬릿(DSI)은 계단형 적층체(ST)의 내부에 매립될 수 있다. Z축 방향에서, 드레인 분리 슬릿(DSI)은 슬릿(SI)보다 짧을 수 있다.At least one drain separation slit DSI may be disposed between adjacent slits SI. The first drain select line DSL1 and the second drain select line DSL2 shown in FIG. 1 may be separated from each other by a drain separation slit DSI. The drain separation slit DSI may be buried inside the stepped stack structure ST. In the Z-axis direction, the drain separation slit DSI may be shorter than the slit SI.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 단면도들이다. 도 3a는 도 2에 도시된 선 A-A'를 따라 절취한 계단형 적층체(ST)의 셀 영역(CAR)에 대한 단면을 나타낸다. 도 3b는 도 2에 도시된 선 B-B'를 따라 절취한 계단형 적층체(ST)의 콘택영역(CTR)에 대한 단면을 나타낸다. 도 3c는 도 2에 도시된 선 C-C'를 따라 절취한 계단형 적층체(ST)의 연장영역(ER)에 대한 단면을 나타낸다.3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 . FIG. 3A is a cross-section of the cell region CAR of the stepped stack structure ST taken along the line AA' shown in FIG. 2 . FIG. 3B shows a cross section of the contact region CTR of the stepped laminate ST taken along the line BB′ shown in FIG. 2 . FIG. 3C shows a cross section of the extension region ER of the stepped laminate ST taken along the line C-C′ shown in FIG. 2 .
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 계단형 적층체(ST)는 복수의 하부 콘택들(103A) 및 복수의 하부 더미 콘택들(103B)에 의해 관통되는 제1 하부 절연막(101) 상에 배치될 수 있다. 복수의 하부 콘택들(103A) 및 복수의 하부 더미 콘택들(103B)은 다양한 도전물로 형성될 수 있다.3A to 3C , the stepped stack structure ST may be disposed on the first lower insulating
반도체 메모리 장치는 제1 하부 절연막(101)과 계단형 적층체(ST) 사이의 수평 소스막(10) 및 제2 하부 절연막(104)을 포함할 수 있다.The semiconductor memory device may include a
수평 소스막(10)은 제1 하부 절연막(101) 상에 순차로 적층된 제1 반도체 패턴(105A), 수평 도프트 반도체 패턴(173H) 및 제2 반도체 패턴(111A)을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(105A), 수평 도프트 반도체 패턴(173H) 및 제2 반도체 패턴(111A) 각각은 n형 불순물 및 p형 불순물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예로, 제1 반도체 패턴(105A), 수평 도프트 반도체 패턴(173H) 및 제2 반도체 패턴(111A) 각각은 n형 불순물을 포함할 수 있다. 수평 소스막(10)은 계단형 적층체(ST)의 셀 영역(CAR)에 중첩될 수 있다.The
제2 하부 절연막(104)은 수평 소스막(10)과 실질적으로 동일한 레벨에 배치될 수 있다. 제2 하부 절연막(104)은 계단형 적층체(ST)의 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER) 각각과 제1 하부 절연막(101) 사이에 배치될 수 있다.The second lower insulating
셀 플러그(CPL)는 수평 소스막(10) 내부로 연장될 수 있다. 일 실시 예로서, 셀 플러그(CPL)는 제2 반도체 패턴(111A) 및 수평 도프트 반도체 패턴(173H)을 관통하고 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장될 수 있다. 셀 플러그(CPL)는 채널구조(CH) 및 채널구조(CH)를 감싸는 메모리패턴(151A)을 포함할 수 있다.The cell plug CPL may extend into the
수평 도프트 반도체 패턴(173H)은 채널구조(CH)에 접촉되도록 메모리패턴(151A)을 관통할 수 있다. 메모리패턴(151A)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H)에 의해 제1 메모리패턴(151P1) 및 제2 메모리패턴(151P2)으로 분리될 수 있다. 제1 메모리패턴(151P1)은 채널구조(CH)와 계단형 적층체(ST) 사이에 배치될 수 있다. 제2 메모리패턴(151P2)은 채널구조(CH)와 제1 반도체 패턴(105A) 사이에 배치될 수 있다.The horizontally doped
도면에 구체화되진 않았으나, 메모리패턴(151A)은 터널 절연막, 데이터 저장막, 및 제1 블로킹 절연막을 포함할 수 있다. 터널 절연막은 채널구조(CH)의 표면을 따라 연장될 수 있고, 전하 터널링이 가능한 절연물을 포함할 수 있다. 데이터 저장막은 터널 절연막을 사이에 두고 채널구조(CH)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 데이터 저장막은 파울러 노드 하임 터널링을 이용하여 변경되는 데이터를 저장할 수 있는 물질막을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 데이터 저장막은 전하 트랩이 가능한 질화막을 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 데이터 저장막은 상변화 물질, 나노닷 등을 포함할 수 있다. 제1 블로킹 절연막은 터널 절연막 및 데이터 저장막을 사이에 두고 채널구조(CH)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 제1 블로킹 절연막은 전하의 이동을 차단할 수 있는 절연물을 포함할 수 있다.Although not specified in the drawings, the
채널구조(CH)는 셀 채널막(153A), 코어 절연패턴(155A) 및 캡핑패턴(157)을 포함할 수 있다. 셀 채널막(153A)은 메모리 셀 스트링의 채널로 이용된다. 셀 채널막(153A)은 수평 소스막(10)의 수평 도프트 반도체 패턴(173H)에 접속될 수 있다.The channel structure CH may include a
셀 채널막(153A)은 메모리패턴(151A) 상에 배치될 수 있다. 셀 채널막(153A)은 반도체물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 셀 채널막(153A)은 실리콘을 포함할 수 있다. 코어 절연패턴(155A) 및 캡핑패턴(157)은 채널구조(CH)의 중심영역을 채울 수 있다. 코어 절연패턴(155A)은 산화물을 포함할 수 있다. 캡핑패턴(157)은 코어 절연패턴(155A) 상에 배치되고, 셀 채널막(153A)의 상단에 의해 둘러싸인 측벽을 포함할 수 있다. 캡핑패턴(157)은 n타입 불순물 및 p타입 불순물 중 적어도 하나를 포함하는 도프트 반도체막을 포함할 수 있다.The
계단형 적층체(ST)는 Z축 방향으로 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들(IL) 및 복수의 도전패턴들(CP)을 포함할 수 있다.The stepped stack structure ST may include a plurality of interlayer insulating films IL and a plurality of conductive patterns CP alternately stacked in the Z-axis direction.
복수의 도전패턴들(CP)은 도 1에 도시된 소스 셀렉트 라인(SSL), 복수의 워드라인들(WL) 및 드레인 셀렉트 라인(DSL1 또는 DSL2)으로 이용될 수 있다. 일 실시 예로서, 복수의 도전패턴들(CP) 중 최하층은 도 1에 도시된 소스 셀렉트 라인(SSL)으로 이용될 수 있고, 복수의 도전패턴들(CP) 중 최상층은 도 1에 도시된 드레인 셀렉트 라인(DSL1 또는 DSL2)으로 이용될 수 있고, 복수의 도전패턴들(CP) 중 최하층과 최상층 사이의 복수의 중간층들은 도 1에 도시된 복수의 워드라인들(WL)로 이용될 수 있다.The plurality of conductive patterns CP may be used as the source select line SSL, the plurality of word lines WL, and the drain select line DSL1 or DSL2 shown in FIG. 1 . As an embodiment, the lowest layer among the plurality of conductive patterns CP may be used as the source select line SSL shown in FIG. 1 , and the uppermost layer among the plurality of conductive patterns CP may be used as the drain shown in FIG. 1 . It may be used as the select line DSL1 or DSL2, and a plurality of intermediate layers between the lowest layer and the uppermost layer among the plurality of conductive patterns CP may be used as the plurality of word lines WL shown in FIG. 1.
복수의 도전패턴들(CP)은 계단형 적층체(ST)의 셀 영역(CAR)으로부터 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)을 향해 연장될 수 있다. 복수의 도전패턴들(CP)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 계단구조를 형성할 수 있다. 이를 위해, 복수의 도전패턴들(CP)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 제2 하부 절연막(104)에 가까워질수록 측부로 길게 연장될 수 있다. 일 실시 예로서, 복수의 도전패턴들(CP)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 제2 하부 절연막(104)에 가까워질수록 X축 방향으로 길게 연장될 수 있다.The plurality of conductive patterns CP may extend from the cell region CAR of the stepped stack structure ST toward the contact region CTR and the extension region ER. The plurality of conductive patterns CP may form a stepped structure in the contact region CTR and the extension region ER. To this end, the plurality of conductive patterns CP may be extended laterally in the contact region CTR and the extension region ER closer to the second lower insulating
각각의 도전패턴(CP)은 에지부(CE) 및 에지부(CE)로부터 연장된 베이스부(CB)를 포함할 수 있다. 복수의 도전패턴들(CP)의 복수의 에지부들(CE)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 계단구조를 형성할 수 있다. 복수의 도전패턴들(CP)의 복수의 베이스부들(CB)은 복수의 에지부들(CE)로부터 셀 플러그(CPL)를 감싸도록 셀 영역(CER)으로 연장될 수 있다.Each conductive pattern CP may include an edge portion CE and a base portion CB extending from the edge portion CE. The plurality of edge portions CE of the plurality of conductive patterns CP may form a stepped structure in the contact region CTR and the extension region ER. The plurality of base portions CB of the plurality of conductive patterns CP may extend from the plurality of edge portions CE to the cell region CER to surround the cell plug CPL.
계단형 적층체(ST)는 충진 절연막(131)으로 덮일 수 있다. 충진 절연막(131)은 제1 충진 절연막(131A) 및 제1 충진 절연막(131A) 상의 제2 충진 절연막(131B)을 포함할 수 있다. 제1 충진 절연막(131A)은 복수의 도전패턴들(CP)의 복수의 에지부들(CE)을 덮도록 계단형 적층체(ST)의 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에 중첩될 수 있다. 제2 충진 절연막(131B)은 계단형 적층체(ST)의 셀 영역(CAR), 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)을 덮도록 연장될 수 있다. 충진 절연막(131)은 셀 플러그(CPL) 및 슬릿(SI)에 의해 관통될 수 있다.The stepped stacked body ST may be covered with the filling insulating
충진 절연막(131) 및 복수의 에지부들(CE)은 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 더미 콘택들(181B)에 의해 관통될 수 있다. 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A)은 콘택영역(CTR)에서 복수의 에지부들(CE)을 각각 관통할 수 있고, 복수의 더미 콘택들(181B)은 연장영역(ER)에서 복수의 에지부들(CE)을 각각 관통할 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A) 및 더미 콘택(181B) 각각은 복수의 도전패턴들(CP) 중 적어도 하나와, 복수의 층간 절연막들(IL) 중 적어도 하나로 둘러싸일 수 있다. 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 더미 콘택들(181B) 중 적어도 하나는 복수의 도전패턴들(CP) 중 적어도 하나의 베이스부(CB)를 관통할 수 있다.The filling insulating
복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 더미 콘택들(181B)은, 복수의 콘택 절연패턴들(141)에 의해, 복수의 도전패턴들(CP)의 복수의 베이스부들(CB)로부터 이격될 수 있을 뿐 아니라 복수의 도전패턴들(CP)로부터 절연될 수 있다. 복수의 콘택 절연패턴들(141)은 제1 콘택 절연패턴(141A)과 제2 콘택 절연패턴(141B)을 포함할 수 있다. 제1 콘택 절연패턴(141A)은 도전성 게이트 콘택(181A)과 도전패턴(CP)의 베이스부(CB) 사이에 배치될 수 있다. 제1 콘택 절연패턴(141A)은 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A)의 측벽을 감쌀 수 있다. 제2 콘택 절연패턴(141B)은 더미 콘택(181B)과 도전패턴(CP)의 베이스부(CB) 사이에 배치될 수 있다. 제2 콘택 절연패턴(141B)은 그에 대응하는 더미 콘택(181B)을 감쌀 수 있다.The plurality of
복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 더미 콘택들(181B)은 수평 소스막(10)이 배치된 레벨로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 더미 콘택들(181B)은 제2 하부 절연막(104)을 관통하도록 연장될 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A)의 측벽과 더미 콘택(181B)의 측벽에 보호막으로 채워진 적어도 하나의 홈(groove)이 정의될 수 있다. 일 실시 예로서, 반도체 메모리 장치는 수평 소스막(10) 및 제2 하부 절연막(104)이 배치된 레벨에서 Z축 방향으로 서로 이격된 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)을 포함할 수 있다. 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)은 도전성 게이트 콘택(181A)의 측벽을 파고들거나, 더미 콘택(181B)의 측벽을 파고들 수 있다. 제1 보호막(107)과 제2 보호막(109) 각각은 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A) 또는 더미 콘택(181B)의 측벽을 감쌀 수 있다.The plurality of
슬릿(SI)은 측벽 절연막(171) 및 도전성 수직콘택(173VC)으로 채워질 수 있다. 측벽 절연막(171)은 복수의 도전패턴들(CP) 및 복수의 층간 절연막들(IL)의 측벽들을 따라 연장될 수 있다. 슬릿(SI) 및 측벽 절연막(171)은 제2 반도체 패턴(111A)을 관통하도록 연장될 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)은 측벽 절연막(171) 상에 배치되며, 슬릿(SI)의 중심영역에 배치될 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)은 측벽 절연막(171)에 의해 복수의 도전패턴들(CP)로부터 이격될 뿐 아니라 복수의 도전패턴들(CP)로부터 절연될 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H)으로부터 셀 채널막(153A)에 나란하게 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시 예로서, 도전성 수직콘택(173VC)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H)과 일체화될 수 있고, 수평 도프트 반도체 패턴(173H)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시 예로서, 도전성 수직콘택(173VC)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H)과 상이한 도전물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 금속을 포함할 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)과 수평 도프트 반도체 패턴(173H)은 도 1에 도시된 공통소스패턴(CSL)으로 이용될 수 있다.The slit SI may be filled with the
반도체 메모리 장치는 각각의 도전패턴(CP)의 표면을 따라 연장된 제2 블로킹 절연막(161)을 포함할 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)은 메모리패턴(151A)의 제1 블로킹 절연막보다 유전율이 높은 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 제1 블로킹 절연막은 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 제2 블로킹 절연막(161)은 알루미늄 산화물 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.The semiconductor memory device may include a second blocking insulating
제2 블로킹 절연막(161)은 측벽 절연막(171)을 향하는 제1 개구부(OP1), 각각의 도전성 게이트 콘택(181A)을 향하는 제2 개구부(OP2) 및 각각의 더미 콘택(181B)을 향하는 제3 개구부(OP3)를 포함할 수 있다. 도전패턴(CP)은 제1 개구부(OP1)를 통해 측벽 절연막(171)에 접촉될 수 있다. 도전패턴(CP)은 제2 개구부(OP2)에 의해 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A)에 접촉될 수 있다. 도전패턴(CP)은 제3 개구부(OP3)에 의해 그에 대응하는 더미 콘택(181B)에 접촉될 수 있다.The second blocking insulating
각각의 도전성 게이트 콘택(181A)은 각 도전성 게이트 콘택(181A)에 대응하는 에지부(CE)에 접촉될 수 있고, 각 도전성 게이트 콘택(181A)에 대응하는 에지부(CE)로 둘러싸일 수 있다. 각각의 더미 콘택(181B)은 각 더미 콘택(181B)에 대응하는 에지부(CE)에 접촉될 수 있고, 각 더미 콘택(181B)에 대응하는 에지부(CE)로 둘러싸일 수 있다. 도전패턴(CP)의 베이스부(CB)는 에지부(CE)보다 두꺼울 수 있다. 이에 따르면, 제2 개구부(OP2) 및 제3 개구부(OP3) 각각의 Z축 방향으로의 폭은 제1 개구부(OP1)의 Z축 방향으로의 폭보다 좁을 수 있다.Each
충진 절연막(131)은 상부 절연막(UI)으로 덮일 수 있다. 상부 절연막(UI)은 충진 절연막(131) 상의 제1 상부 절연막(191) 및 제1 상부 절연막(191) 상의 제2 상부 절연막(195)을 포함할 수 있다.The filling insulating
셀 플러그(CPL)의 캡핑패턴(157)은 비트라인 콘택(193A)을 경유하여 비트라인(BL)에 접속될 수 있다. 비트라인(BL)은 제2 상부 절연막(195)이 배치된 레벨에 배치될 수 있다. 즉, 비트라인(BL)은 제1 상부 절연막(191) 상에 배치될 수 있다. 비트라인 콘택(193A)은 제1 상부 절연막(191)을 관통할 수 있고, 캡핑패턴(157)과 비트라인(BL)을 상호 연결할 수 있다.The
복수의 도전성 게이트 콘택들(181A)은 복수의 상부 콘택들(193B)을 경유하여 복수의 상부 배선들(UL)에 접속될 수 있다. 제1 상부 절연막(191)은 복수의 상부 콘택들(193B) 사이를 채울 수 있다. 제2 상부 절연막(195)은 복수의 상부 배선들(UL) 사이를 채울 수 있다. 복수의 상부 배선들(UL), 복수의 상부 콘택들(193B), 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A) 및 복수의 하부 콘택들(103A)은 복수의 도전패턴들(CP)을 도 1에 도시된 로우 디코더(RD)에 접속시키기 위한 인터커넥션들로 이용될 수 있다.The plurality of
복수의 더미 하부 콘택들(103B) 및 복수의 더미 콘택들(181B)은 도 1에 도시된 주변회로(30)에 전기적으로 접속되지 않는 플로팅 패턴들로서 잔류될 수 있다. 이를 위해, 복수의 더미 콘택들(181B)의 상면들은 상부 절연막(UI)으로 덮일 수 있다.The plurality of dummy
본 발명의 실시 예에 따르면, 콘택영역(CTR)과 연장영역(ER)은 서로 유사한 구조로 형성되므로, 콘택영역(CTR)을 제공하기 위한 제조공정을 이용하여 연장영역(ER)을 제공하기 위한 제조공정을 수행할 수 있다. 이로써, 본 발명의 실시 예에 따르면 반도체 메모리 장치의 제조공정이 단순화될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the contact region CTR and the extension region ER are formed in a structure similar to each other, a manufacturing process for providing the contact region CTR is used to provide the extension region ER. manufacturing process can be performed. Thus, according to an embodiment of the present invention, a manufacturing process of a semiconductor memory device can be simplified.
도 4는 도 3b에 도시된 AR1 영역에 대한 확대 단면도이다.FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the AR1 region shown in FIG. 3B.
도 4를 참조하면, 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A)은 상대적으로 많은 수의 도전패턴들(CP)로 둘러싸인 제1 도전성 게이트 콘택(A1)과 상대적으로 적은 수의 도전패턴(CP)으로 둘러싸인 제2 도전성 게이트 콘택(A2)을 포함할 수 있다. 제1 도전성 게이트 콘택(A1)과 제2 도전성 게이트 콘택(A2)은 서로 이격될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the plurality of
복수의 도전패턴들(CP)은 상대적으로 하부에 배치된 제1 도전패턴(CP1)과 상대적으로 상부에 배치된 제2 도전패턴(CP2)을 포함할 수 있다. 즉, 제2 도전패턴(CP2)은 제1 도전패턴(CP1) 상에 배치될 수 있다. 복수의 층간 절연막들(IL) 중 하나는 제1 도전패턴(CP1)과 제2 도전패턴(CP2) 사이에 배치될 수 있다.The plurality of conductive patterns CP may include a first conductive pattern CP1 disposed relatively lower and a second conductive pattern CP2 disposed relatively upper. That is, the second conductive pattern CP2 may be disposed on the first conductive pattern CP1. One of the plurality of interlayer insulating layers IL may be disposed between the first conductive pattern CP1 and the second conductive pattern CP2.
제1 도전패턴(CP1) 및 제2 도전패턴(CP2)은 제1 도전성 게이트 콘택(A1)을 감싸도록 서로 나란하게 연장될 수 있다. 제1 도전성 게이트 콘택(A1)과 제1 도전패턴(CP1) 사이에 제1 콘택 절연패턴(141A)이 배치될 수 있다. 제1 도전패턴(CP1)은 제1 콘택 절연패턴(141A)에 의해 제1 도전성 게이트 콘택(A1)으로부터 절연될 수 있다. 제1 도전패턴(CP1)은 제2 도전성 게이트 콘택(A2)을 감싸도록 연장될 수 있다.The first conductive pattern CP1 and the second conductive pattern CP2 may extend parallel to each other to surround the first conductive gate contact A1. A first
제2 블로킹 절연막(161)은 제1 절연패턴(141A)의 측벽을 감쌀 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)은 제1 충진 절연막(131A)을 향하는 제1 도전패턴(CP1) 및 제2 도전패턴(CP2) 각각의 표면 따라 연장될 수 있고, 층간 절연막(IL)을 향하는 제1 도전패턴(CP1) 및 제2 도전패턴(CP2) 각각의 표면을 따라 연장될 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)의 제2 개구부(OP2)는 제1 도전패턴(CP1)이 배치된 레벨과 제2 도전패턴(CP2)이 배치된 레벨에 각각 정렬될 수 있다. 제1 도전패턴(CP1) 및 제2 도전패턴(CP2) 각각의 에지부(CE)는 제2 개구부(OP2)를 통해 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A)에 접촉될 수 있다.The second blocking insulating
예를 들어, 제2 도전패턴(CP2)은 제1 도전성 게이트 콘택(A1)에 접촉된 제1 에지부(E1) 및 제1 에지부(E1)로부터 연장된 제1 베이스부(B1)를 포함할 수 있다. 제1 도전패턴(CP1)은 제2 도전성 게이트 콘택(A2)에 접촉된 제2 에지부(E2) 및 제2 에지부(E2)로부터 연장된 제2 베이스부(B2)를 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 에지부(E1) 및 제2 에지부(E2) 각각의 두께(D2)는 제1 베이스부(B1) 및 제2 베이스부(B2) 각각의 두께(D1) 보다 작을 수 있다.For example, the second conductive pattern CP2 includes a first edge portion E1 in contact with the first conductive gate contact A1 and a first base portion B1 extending from the first edge portion E1. can do. The first conductive pattern CP1 may include a second edge portion E2 contacting the second conductive gate contact A2 and a second base portion B2 extending from the second edge portion E2. As described with reference to FIGS. 3A to 3C , the thickness D2 of each of the first edge portion E1 and the second edge portion E2 is the first base portion B1 and the second base portion B2, respectively. It may be less than the thickness (D1) of.
제2 도전패턴(CP2)의 제1 에지부(E1)는 제1 콘택 절연 패턴(141A)에 중첩될 수 있다. 제1 에지부(E1)는 제1 도전성 게이트 콘택(A1)을 감쌀 수 있다. 제1 충진 절연막(131A)은 제2 도전패턴(CP2)의 제1 에지부(E1)와 제2 도전성 게이트 콘택(A2) 사이에 개재될 수 있다.The first edge portion E1 of the second conductive pattern CP2 may overlap the first
복수의 제1 콘택 절연패턴들(141A) 중 제1 에지부(E1)에 중첩된 제1 콘택 절연패턴(141A)은 제1 도전패턴(CP1)의 제2 베이스부(B2)로 둘러싸일 수 있다. 제2 도전성 게이트 콘택(A2)은 제1 에지부(E1)에 중첩된 제1 콘택 절연패턴(141A)으로부터 이격될 수 있다. 제2 도전성 게이트 콘택(A2)은 제1 도전패턴(CP1)의 제2 에지부(E2)에 접촉된 측벽을 가질 수 있다. 제2 에지부(E2)는 제2 베이스부(B2)로부터 연장되고, 제2 도전성 게이트 콘택(A2)을 감쌀 수 있다.Among the plurality of first
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치를 나타내는 단면도이다. 보다 구체적으로, 도 5는 계단형 적층체에 대한 변형된 실시 예를 나타내는 단면도이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 계단형 적층체(ST')의 콘택영역(CTR')을 나타낸다. 도 5에 도시된 콘택영역(CTR')은 도 3a에 도시된 셀 영역(CAR)으로부터 연장될 수 있다. 도면에 도시되진 않았으나, 도 5에 도시된 콘택영역(CTR')으로부터 연장된 계단형 적층체(ST')의 연장영역은 도 5에 도시된 콘택영역(CTR')과 유사한 구조로 형성될 수 있다. 도 6은 도 5에 도시된 AR2 영역에 대한 확대 단면도이다. 이하, 설명의 간소화를 위해, 도 3a 내지 도 3c와 도 4에서와 중복되는 설명은 생략한다.5 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of a stepped stack. 5 shows a contact region CTR' of a stepped laminate ST' according to an exemplary embodiment. The contact region CTR′ shown in FIG. 5 may extend from the cell region CAR shown in FIG. 3A. Although not shown in the figure, the extension region of the stepped laminate ST' extending from the contact region CTR' shown in FIG. 5 may be formed in a structure similar to that of the contact region CTR' shown in FIG. there is. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the area AR2 shown in FIG. 5 . Hereinafter, for simplicity of description, descriptions overlapping those of FIGS. 3A to 3C and FIG. 4 will be omitted.
도 5 및 도 6을 참조하면, 복수의 하부 콘택들(103A)에 의해 관통되는 제1 하부 절연막(101)상에 제2 하부 절연막(104)이 배치될 수 있다. 제2 하부 절연막(104)은 복수의 하부 콘택들(103A)에 각각 접속된 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A')에 의해 관통될 수 있다. 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A')은 계단형 적층체(ST')를 관통할 수 있다. 각각의 도전성 게이트 콘택(181A')의 내부에 제1 보호막(107)과 제2 보호막(109)이 매립될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , a second lower insulating
계단형 적층체(ST')의 복수의 도전패턴들(CP')은 Z축 방향으로 복수의 층간 절연막들(IL')과 교대로 배치될 수 있다. 각각의 도전패턴(CP')은 에지부(CE') 및 에지부(CE')로부터 연장된 베이스부(CB)를 포함할 수 있다. 복수의 도전패턴들(CP')의 복수의 에지부들(CE')은 콘택영역(CTR')에서 계단구조를 형성할 수 있다. 베이스부(CB)는 도 3a에 도시된 바와 같이 제2 블로킹 절연막(161)의 제1 개구부(OP1)에 의해 측벽 절연막(171)에 접촉될 수 있고, 에지부(CE')는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제2 블로킹 절연막(161)의 제2 개구부(OP2')에 의해 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A')에 접촉될 수 있다. 에지부(CE')의 두께(D2')는 베이스부(CB)의 두께(D1)보다 클 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 제1 개구부(OP1)의 Z축 방향으로의 폭에 비해 도 5 및 도 6에 도시된 제2 개구부(OP2')의 Z축 방향으로의 폭이 더 클 수 있다.The plurality of conductive patterns CP' of the stepped stack ST' may be alternately disposed with the plurality of interlayer insulating films IL' in the Z-axis direction. Each conductive pattern CP' may include an edge portion CE' and a base portion CB extending from the edge portion CE'. The plurality of edge portions CE' of the plurality of conductive patterns CP' may form a stepped structure in the contact region CTR'. As shown in FIG. 3A , the base portion CB may contact the
복수의 도전패턴들(CP')의 복수의 에지부들(CE')은 복수의 층간 절연막들(IL)의 측벽들로부터 이격될 수 있다. 충진 절연막(131)의 제1 충진 절연막(131A)은 동일레벨에서 서로 이웃한 층간 절연막(IL)과 에지부(CE') 사이로 연장될 수 있다.The plurality of edge portions CE' of the plurality of conductive patterns CP' may be spaced apart from sidewalls of the plurality of interlayer insulating films IL. The first filling insulating
각각의 도전성 게이트 콘택(181A')은 계단형 적층체(ST'), 제1 충진 절연막(131A) 및 제2 충진 절연막(131B)을 관통하도록 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 도전패턴(CP')의 에지부(CE')는 그에 대응하는 도전성 게이트 콘택(181A')을 감쌀 수 있다.Each
콘택 절연패턴(141)은 도전패턴(CP')의 에지부(CE')에 중첩될 수 있고, 도전패턴(CP')의 에지부(CE') 아래에 배치된 다른 도전패턴(CP')의 베이스부(CB)로 둘러싸일 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A')은 콘택 절연패턴(141)에 의해 베이스부(CB)로부터 절연될 수 있다.The
이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to embodiments of the present invention will be described.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 하부 적층체를 복수의 패턴들로 분리하는 공정을 나타내는 단면도들이다.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a process of separating a lower laminate into a plurality of patterns according to an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 하부 적층체는 제1 보호막(107), 제1 보호막(107) 상의 예비 수평막(201) 및 예비 수평막(201) 상의 제2 보호막(109)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 7A and 7B , the lower laminate may include a first
하부 적층체를 형성하기 전, 복수의 하부 콘택들(103A) 및 복수의 하부 더미 콘택들(103B)에 의해 관통되는 제1 하부 절연막(101)을 형성하는 단계와, 제1 하부 절연막(101) 상에 제1 반도체막을 적층하는 단계를 수행할 수 있다. 도면에 도시되진 않았으나, 제1 하부 절연막(101)은 도 1에 도시된 소스 드라이버(SD), 페이지 버퍼(PB) 및 로우 디코더(RD)를 포함하는 주변회로구조 상에 형성될 수 있다. 제1 반도체막은 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C)을 위한 막으로서, n형 불순물 및 p형 불순물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 제1 반도체막은 n형 불순물을 포함할 수 있다.Before forming the lower laminate, forming a first lower insulating
하부 적층체의 제1 보호막(107), 예비 수평막(201) 및 제2 보호막(109)은 제1 반도체막 상에 순차로 적층될 수 있다. 예비 수평막(201)은 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)에 대한 식각 선택성이 있는 물질들 중 선택될 수 있다. 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 예비 수평막(201)은 언도프트 실리콘을 포함할 수 있다.The
하부 적층체를 형성한 후, 제2 보호막(109) 상에 제2 반도체막을 형성할 수 있다. 제2 반도체막은 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B, 111C)을 위한 막으로서, 언도프트 반도체막 또는 n형 불순물 및 p형 불순물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도프트 반도체막일 수 있다. 일 실시 예로서, 제2 반도체막은 n형 불순물을 포함할 수 있다.After forming the lower laminate, a second semiconductor layer may be formed on the
이어서, 포토리소그래피 공정을 이용한 식각 공정을 통해, 제2 반도체막, 하부 적층체 및 제1 반도체막을 식각할 수 있다. 이로써, 제2 반도체막은 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B, 111C)로 분리될 수 있다. 또한, 하부 적층체는 예비 수평패턴(200A), 복수의 예비 콘택구조들(200B) 및 복수의 예비 더미구조들(200C)로 분리될 수 있다. 그리고, 제1 반도체막은 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C)로 분리될 수 있다. 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C)은 예비 수평패턴(200A), 복수의 예비 콘택구조들(200B) 및 복수의 예비 더미구조들(200C)에 의해 각각 중첩될 수 있다. 예비 수평패턴(200A)은 제1 하부 절연막(101)에 중첩될 수 있다. 복수의 예비 콘택구조들(200B)은 복수의 하부 콘택들(103A)에 각각 중첩될 수 있다. 복수의 예비 더미구조들(200C)은 복수의 하부 더미 콘택들(103B)에 각각 중첩될 수 있다. 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B, 111C)은 예비 수평패턴(200A), 복수의 예비 콘택구조들(200B) 및 복수의 예비 더미구조들(200C)에 각각 중첩될 수 있다.Subsequently, the second semiconductor layer, the lower laminate, and the first semiconductor layer may be etched through an etching process using a photolithography process. As a result, the second semiconductor layer may be separated into a plurality of
도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 예비 계단형 적층체의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.8a, 8b, 9a, 9b, 10a and 10b are cross-sectional views illustrating a method of forming a preliminary stepped laminate according to an embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C) 사이의 공간을 제2 하부 절연막(104)으로 채울 수 있다. 제2 하부 절연막(104)은 예비 수평패턴(200A), 복수의 예비 콘택구조들(200B) 및 복수의 예비 더미구조들(200C) 사이와, 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B, 111C) 사이를 채울 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B , a space between the plurality of
이 후, 제2 하부 절연막(104) 및 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B, 111C) 상에 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)을 Z축 방향으로 교대로 적층할 수 있다.Thereafter, a plurality of
이어서, 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)을 관통하고, 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C) 내부로 연장된 복수의 제1 예비홀들(H1A, H1B, H1C)을 형성할 수 있다. 복수의 제1 예비홀들(H1A, H1B, H1C)은 제1 예비 채널홀(H1A), 복수의 제1 예비 콘택홀들(H1B) 및 복수의 제1 예비 더미홀들(H1C)을 포함할 수 있다. 제1 예비 채널홀(H1A)은 제2 반도체 패턴(111A) 및 예비 수평패턴(200A)을 관통할 수 있고, 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장될 수 있다. 각각의 제1 예비 콘택홀(H1B)은 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111B) 및 그에 대응하는 예비 콘택구조(200B)를 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105B) 내부로 연장될 수 있다. 제1 예비 더미홀(H1C)은 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111C) 및 그에 대응하는 예비 더미구조(200C)를 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105C) 내부로 연장될 수 있다. 제1 예비 콘택홀(H1B)의 폭(W2) 및 제1 예비 더미홀(H1C)의 폭(W3) 각각은 제1 예비 채널홀(H1A)의 폭(W1)에 비해 넓게 형성될 수 있다. 제1 예비 콘택홀(H1B)의 폭(W2) 및 제1 예비 더미홀(H1C)의 폭(W3)은 서로 동일하거나, 서로 상이할 수 있다.Then, a plurality of first preliminary layers passing through the plurality of first material layers 221 and the plurality of second material layers 223 and extending into the plurality of
복수의 제1 예비홀들(H1A, H1B, H1C)을 형성하기 위한 식각공정들을 진행함에 있어서, 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B, 105C)은 식각 정지막으로 이용될 수 있다.In etching processes for forming the plurality of first preliminary holes H1A, H1B, and H1C, the plurality of
이어서, 제1 예비홀들(H1A, H1B, H1C)을 복수의 희생기둥들(225A, 225B, 225C)로 각각 채울 수 있다. 복수의 희생기둥들(225A, 225B, 225C)은 제1 희생기둥(225A), 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥들(225C)을 포함할 수 있다. 제1 희생기둥(225A)은 제1 예비 채널홀(H1A)을 채울 수 있다. 각각의 제2 희생기둥(225B)은 그에 대응하는 제1 예비 콘택홀(H1B)을 채울 수 있다. 각각의 제3 희생기둥(225C)은 그에 대응하는 제1 예비 더미홀(H1C)을 채울 수 있다.Subsequently, the first preliminary holes H1A, H1B, and H1C may be filled with a plurality of
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)의 적층체와, 복수의 희생기둥들(225A, 225B, 225C) 상에 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)을 Z축 방향으로 교대로 적층할 수 있다. Referring to FIGS. 9A and 9B , a plurality of first material layers 221 and a plurality of second material layers 223 are stacked on a plurality of
복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)의 적층체에서 최하층의 제3 물질막(227)은 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)의 적층체에서 최상층의 제1 물질막(221)에 접할 수 있다. 복수의 제3 물질막들(227)은 복수의 제2 물질막들(223)과 동일한 물질로 구성될 수 있고, 복수의 제4 물질막들(229)은 복수의 제1 물질막들(221)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.In the stack of the plurality of third material layers 227 and the plurality of fourth material layers 229, the
복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제4 물질막들(229)은 층간 절연막들을 위한 절연물로 구성될 수 있다. 복수의 제2 물질막들(223) 및 복수의 제3 물질막들(227)은 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제4 물질막들(229)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 일 실시 예로서, 복수의 제2 물질막들(223) 및 복수의 제3 물질막들(227)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 복수의 희생기둥들(225A, 225B, 225C)은 복수의 제1 물질막들(221), 복수의 제2 물질막들(223), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 일 실시 예로서, 복수의 희생기둥들(225A, 225B, 225C)은 텅스텐 등의 금속을 포함할 수 있다.The plurality of
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 예비 계단형 적층체(220)가 정의되도록 복수의 제1 물질막들(221), 복수의 제2 물질막들(223), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)을 식각할 수 있다. 예비 계단형 적층체(220)는 Z축 방향으로 교대로 배치된 복수의 층간 절연막들(IL) 및 복수의 희생막들(SC)로 구성될 수 있다. 복수의 층간 절연막들(IL)은 잔류하는 복수의 제1 물질막들(221) 및 잔류하는 복수의 제4 물질막들(229)로 구성될 수 있다. 복수의 희생막들(SC)은 복수의 잔류하는 제2 물질막들(223) 및 잔류하는 복수의 제3 물질막들(227)로 구성될 수 있다. 복수의 층간 절연막들(IL) 및 복수의 희생막들(SC) 각각은 XY평면으로 확장된 플레이트 형상을 가질 수 있다.10A and 10B , a plurality of first material layers 221, a plurality of second material layers 223, and a plurality of third material layers ( 227) and the plurality of fourth material layers 229 may be etched. The preliminary stepped laminate 220 may include a plurality of interlayer insulating films IL and a plurality of sacrificial films SC alternately disposed in the Z-axis direction. The plurality of interlayer insulating layers IL may include a plurality of remaining first material layers 221 and a plurality of remaining fourth material layers 229 . The plurality of sacrificial layers SC may include a plurality of remaining second material layers 223 and a plurality of remaining third material layers 227 . Each of the plurality of interlayer insulating layers IL and the plurality of sacrificial layers SC may have a plate shape extending in an XY plane.
예비 계단형 적층체(220)는 셀 영역(CAR), 셀 영역(CAR)으로부터 연장된 콘택영역(CTR) 및 콘택영역(CTR)으로부터 연장된 연장영역(ER)을 포함할 수 있다. 예비 계단형 적층체(220)는 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 계단구조를 형성할 수 있다. 이를 위해, 복수의 희생막들(SC)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 제2 하부 절연막(104)에 가까워질수록 측부로 더 긴 길이를 갖도록 패터닝될 수 있다. 일 실시 예로서, 복수의 희생막들(SC)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 제2 하부 절연막(104)에 가까워질수록 X축 방향으로 더 긴 길이를 가질 수 있다.The preliminary stepped laminate 220 may include a cell region CAR, a contact region CTR extending from the cell region CAR, and an extension region ER extending from the contact region CTR. The preliminary stepped laminate 220 may form a stepped structure in the contact region CTR and the extension region ER. To this end, the plurality of sacrificial layers SC may be patterned to have longer lengths in the contact region CTR and the extension region ER closer to the second lower insulating
각각의 희생막(SC)은 베이스부(SB) 및 베이스부(SB)로부터 연장된 에지부(SE)를 포함할 수 있다. 베이스부(SB)는 Z축 방향으로 서로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이에 배치될 수 있고, 에지부(SE)의 상면은 개구될 수 있다.Each sacrificial layer SC may include a base portion SB and an edge portion SE extending from the base portion SB. The base portion SB may be disposed between interlayer insulating films IL adjacent to each other in the Z-axis direction, and an upper surface of the edge portion SE may be open.
복수의 희생막들(SC)의 복수의 베이스부들(SB)은 셀 영역(CAR)에서 예비 수평패턴(200A)에 중첩될 수 있다.The plurality of base portions SB of the plurality of sacrificial layers SC may overlap the preliminary
복수의 희생막들(SC)의 복수의 에지부들(SE)은 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 계단구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 층간 절연막들(IL)은 Z축 방향으로 순차로 배치된 하부 층간 절연막(LIL), 중간 층간 절연막(MIL) 및 상부 층간 절연막(UIL)을 포함할 수 있다. 복수의 희생막들(SC)은 하부 층간 절연막(LIL)과 중간 층간 절연막(MIL) 사이의 하부 희생막(LSC), 그리고 중간 층간 절연막(MIL)과 상부 층간 절연막(UIL) 사이의 상부 희생막(USC)을 포함할 수 있다. 이 때, 하부 희생막(LSC)은 하부 층간 절연막(LIL) 및 중간 층간 절연막(MIL) 사이의 하부 베이스부(LB)와, 하부 베이스부(LB)로부터 중간 층간 절연막(MIL)에 비해 측부로 돌출된 하부 에지부(LE)를 포함할 수 있다. 상부 희생막(USC)은 중간 층간 절연막(MIL) 및 상부 층간 절연막(UIL) 사이의 상부 베이스부(UB)와, 상부 베이스부(UB)로부터 상부 층간 절연막(UIL)에 비해 측부로 돌출된 상부 에지부(SE)를 포함할 수 있다.The plurality of edge portions SE of the plurality of sacrificial layers SC may form a stepped structure in the contact region CTR and the extension region ER. For example, the plurality of interlayer insulating layers IL may include a lower interlayer insulating layer LIL, a middle interlayer insulating layer MIL, and an upper interlayer insulating layer UIL sequentially disposed in the Z-axis direction. The plurality of sacrificial layers SC include a lower sacrificial layer LSC between the lower interlayer insulating layer LIL and the middle interlayer insulating layer MIL, and an upper sacrificial layer between the middle interlayer insulating layer MIL and the upper interlayer insulating layer UIL. (USC). At this time, the lower sacrificial film LSC is formed on the lower base part LB between the lower interlayer insulating film LIL and the middle interlayer insulating film MIL, and from the lower base part LB to the side compared to the middle interlayer insulating film MIL. A protruding lower edge portion LE may be included. The upper sacrificial layer USC includes an upper base portion UB between the middle interlayer insulating layer MIL and the upper interlayer insulating layer UIL, and an upper portion protruding from the upper base portion UB to the side compared to the upper interlayer insulating layer UIL. An edge portion SE may be included.
제1 희생기둥(225A)은 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR) 내부에 매립될 수 있다. 복수의 에지부들(SE) 중 일부는 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥들(225C) 중 일부에 중첩될 수 있고, 복수의 에지부들(SE) 중 다른 일부는 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥들(225C) 중 다른 일부보다 Z축 방향으로 돌출될 수 있다.The first
이어서, 복수의 에지부들(SE)이 복수의 베이스부들(SB)의 두께(D11)보다 얇은 두께(D22) 갖도록, 복수의 에지부들(SE) 각각의 일부를 식각할 수 있다. 이로써, 상부 에지부(UE) 및 하부 에지부(LE) 각각은 상부 베이스부(UB) 및 하부 베이스부(LB) 각각보다 얇은 두께를 가질 수 있다.Subsequently, a portion of each of the plurality of edge portions SE may be etched so that the plurality of edge portions SE have a thickness D22 smaller than the thickness D11 of the plurality of base portions SB. Accordingly, each of the upper edge UE and the lower edge LE may have a thickness smaller than that of the upper base UB and the lower base LB, respectively.
도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 콘택홀 및 더미홀의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.11A, 11B, 12A, 12B, 13A and 13B are cross-sectional views illustrating a method of forming a contact hole and a dummy hole according to an embodiment of the present invention.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 예비 계단형 적층체(220) 상에 충진 절연막(131)을 형성할 수 있다. 충진 절연막(131)은 예비 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)을 덮는 제1 충진 절연막(131A) 및 제1 충진 절연막(131A) 상의 제2 충진 절연막(131B)을 포함할 수 있다. 제1 충진 절연막(131A)의 표면을 실질적으로 평탄할 수 있다. 제2 충진 절연막(131B)은 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR)을 덮도록 연장될 수 있다.Referring to FIGS. 11A and 11B , a filling insulating
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥들(225C)에 중첩된 충진 절연막(131) 및 예비 계단형 적층체(220)를 식각할 수 있다. 이로써, 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥(225C)을 노출하는 복수의 제2 예비 콘택홀(H2B) 및 복수의 제2 예비 더미홀(H2C)을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 12A and 12B , the filling insulating
각각의 제2 예비 콘택홀(H2B)은 그에 대응하는 제2 희생기둥(225B)에 중첩된 충진 절연막(131) 및 예비 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR)을 관통할 수 있다. 각각의 제2 예비 더미홀(H2C)은 그에 대응하는 제3 희생기둥(225C)에 중첩된 충진 절연막(131) 및 예비 계단형 적층체(220)의 연장영역(ER)을 관통할 수 있다. 제2 예비 콘택홀(H2B)의 폭은 제2 예비 더미홀(H2C)의 폭과 동일하거나 상이할 수 있다. 제2 예비 콘택홀(H2B) 및 제2 예비 더미홀(H2C) 각각의 폭은 제1 예비 채널홀(H1A)의 폭보다 크게 형성될 수 있다.Each of the second preliminary contact holes H2B may pass through the filling insulating
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 복수의 제2 예비 콘택홀들(H2B) 및 복수의 제2 예비 더미홀들(H2C)을 통해 도 12a 및 도 12b에 도시된 복수의 제2 희생기둥들(225B) 및 복수의 제3 희생기둥들(225C)을 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 제1 예비 콘택홀들(H1B) 및 복수의 제1 예비 더미홀들(H1C)이 개구될 수 있다. 복수의 제1 예비 콘택홀들(H1B)은 복수의 제2 예비 콘택홀들(H2B)에 각각 연결될 수 있고, 이로써 복수의 콘택홀들(HB)이 정의될 수 있다. 복수의 제1 예비 더미홀들(H1C)은 복수의 제2 예비 더미홀들(H2C)에 연결될 수 있고, 이로써 복수의 더미홀들(HC)이 정의될 수 있다.Referring to FIGS. 13A and 13B , the plurality of second sacrificial pillars shown in FIGS. 12A and 12B are provided through the plurality of second preliminary contact holes H2B and the plurality of second preliminary dummy holes H2C. 225B) and the plurality of third
복수의 희생막들(SC)의 복수의 에지부들(SE)은 복수의 콘택홀들(HB) 및 복수의 더미홀들(HC)에 의해 각각 관통될 수 있다. 각각의 콘택홀(HB)은 예비 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR), 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111B) 및 그에 대응하는 예비 콘택구조(200B)를 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105B) 내부로 연장될 수 있다. 각각의 더미홀(HC)은 예비 계단형 적층체(220)의 연결영역(ER), 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111C) 및 그에 대응하는 예비 더미구조(200C)를 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105C) 내부로 연장될 수 있다. 콘택홀(HB)의 폭은 더미홀(HC)의 폭(WC)과 상이하거나 동일할 수 있다. The plurality of edge portions SE of the plurality of sacrificial layers SC may be penetrated by a plurality of contact holes HB and a plurality of dummy holes HC, respectively. Each contact hole HB may pass through the contact region CTR of the preliminary stepped
이하, 복수의 콘택홀들(HB) 중 기준홀(R)을 토대로 도 10a를 참조하여 정의한 상부 희생막(USC), 중간 층간 절연막(MIL), 하부 희생막(LSC) 및 하부 층간 절연막(LIL)을 관통하는 콘택홀의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 기준홀(R)은 상부 층간 절연막(UIL)으로부터 이격될 수 있다. 기준홀(R)은 상부 희생막(USC)의 상부 에지부(UE)와 하부 희생막(LSC)의 하부 베이스부(LB)를 관통할 수 있다.Hereinafter, an upper sacrificial layer USC, an intermediate interlayer insulating layer MIL, a lower sacrificial layer LSC, and a lower interlayer insulating layer LIL defined with reference to FIG. 10A based on the reference hole R among the plurality of contact holes HB. ) will be described in more detail with respect to the structure of the contact hole passing through. The reference hole R may be spaced apart from the upper interlayer insulating layer UIL. The reference hole R may pass through the upper edge UE of the upper sacrificial layer USC and the lower base portion LB of the lower sacrificial layer LSC.
도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시 예에 따른 희생패드 및 콘택 절연패턴의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.14A, 14B, 15A, 15B, 16A, 16B, 17A, and 17B are cross-sectional views illustrating a method of forming a sacrificial pad and a contact insulating pattern according to an embodiment of the present invention.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)을 통해 도 13a 및 도 13b에 도시된 복수의 희생막들(SC)의 복수의 에지부들(SE)을 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 에지부들(SE)이 제거된 영역에 복수의 제1 리세스 영역들(231)이 정의될 수 있다. 복수의 에지부들(SE)을 제거하는 동안, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)을 통해 복수의 베이스부들(SB)이 식각될 수 있다. 이로써, 복수의 베이스부들(SB)이 제거된 영역에 복수의 제2 리세스 영역들(233)이 정의될 수 있다. 에지부(SE)와 베이스부(SB) 간 두께 차이로 인해, 제1 리세스 영역(231)은 제2 리세스 영역(233)에 비해 Z축 방향으로 좁게 정의될 수 있다.Referring to FIGS. 14A and 14B , the plurality of edge portions SE of the plurality of sacrificial layers SC shown in FIGS. 13A and 13B may be removed through the contact hole HB and the dummy hole HC. there is. Thus, a plurality of first recessed
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 제1 리세스 영역(231), 제2 리세스 영역(233), 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)의 표면들을 따라 희생패드막(241)을 형성할 수 있다. 희생패드막(241)은 충진 절연막(131)의 표면을 따라 연장될 수 있다.15A and 15B, a
희생패드막(241)은 복수의 희생막들(SC)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 희생패드막(241)은 상대적으로 좁은 폭의 복수의 제1 리세스 영역들(231)을 채울수 있다. 희생패드막(241)은 복수의 제2 리세스 영역들(233)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 상대적으로 넓은 폭의 제2 리세스 영역(233)은 희생패드막(241)으로 완전히 채워지지 않고, 그 중심영역이 개구될 수 있다.The
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 도 15a 및 도 15b에 도시된 희생패드막(241)이 복수의 희생패드들(241P)로 분리되도록, 희생패드막(241)을 식각할 수 있다. 각각의 희생패드(241P)는 그에 대응하는 제1 리세스 영역(231) 내부에 잔류될 수 있다. 희생패드막(241)의 식각공정에 의해, 복수의 제2 리세스 영역들(233)이 개구될 수 있다.Referring to FIGS. 16A and 16B , the
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)을 통해 복수의 제2 리세스 영역들(233)을 복수의 콘택 절연패턴들(141)로 각각 채울 수 있다. 복수의 콘택 절연패턴들(141)은 복수의 희생막들(SC) 및 복수의 희생패드들(241P)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 17A and 17B , the plurality of
상술한 바와 같이, 도 13a 및 도 13b에 도시된 희생막(SC)의 에지부(SE)는 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이 희생패드(241P)로 대체되며, 도 13a 및 도 13b에 도시된 희생막(SC)의 베이스부(SB)의 일부는 콘택 절연패턴(141)으로 대체될 수 있다. 이 때, 도 13a 및 도 13b에 도시된 희생막(SC)의 베이스부(SB)와 에지부(SE)의 두께 차이를 이용하여, 콘택 절연패턴(141)을 타겟 위치에 자동정렬 시킬 수 있다. 보다 구체적으로 콘택 절연패턴(141)은 희생패드(241P)에 중첩되도록 자동정렬될 수 있다. 또한, 콘택 절연패턴(141)은 층간 절연막들(IL) 사이에 자동정렬될 수 있다. 그리고, 콘택 절연패턴(141)은 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC) 각각을 향하는 희생막(SC)의 베이스부(SB)의 측벽 상에 자동정렬될 수 있다.As described above, the edge portion SE of the sacrificial film SC shown in FIGS. 13A and 13B is replaced with the
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 채널홀의 형성방법을 나타내는 단면도이다.18 is a cross-sectional view showing a method of forming a channel hole according to an embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 도 17a에 도시된 제1 희생기둥(225A)에 중첩된 충진 절연막(131) 및 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR)을 식각할 수 있다. 이로써, 도 17a에 도시된 제1 희생기둥(225A)을 노출하는 제2 예비 채널홀(H2A)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 18 , the filling insulating
이어서, 제2 예비 채널홀(H2A)을 통해 도 17a에 도시된 제1 희생기둥(225A)을 제거할 수 있다. 이로써, 제1 예비 채널홀(H1A)이 개구될 수 있다. 제2 예비 채널홀(H2A)은 제1 예비 채널홀(H1A)에 연결될 수 있고, 이로써 채널홀(HA)이 정의될 수 있다. 채널홀(HA)은 복수의 희생막들(SC)의 복수의 베이스부들(SB)과 복수의 층간 절연막들(IL)을 관통할 뿐 아니라, 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111A)을 관통할 수 있다. 또한, 채널홀(HA)은 예비 수평패턴(200A)을 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장될 수 있다. 채널홀(HA)의 폭(WA)은 콘택홀(HB)의 폭(WB) 및 도 17b에 도시된 더미홀(HC)의 폭(WC)보다 좁을 수 있다.Subsequently, the first
도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21, 도 22a 및 도 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 예비 메모리패턴, 채널구조, 제1 지지구조 및 제2 지지구조의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.19a, 19b, 20a, 20b, 21, 22a, and 22b are cross-sectional views illustrating a method of forming a preliminary memory pattern, a channel structure, a first support structure, and a second support structure according to an embodiment of the present invention. admit.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 채널홀(HA), 복수의 콘택홀들(HB) 및 복수의 더미홀들(HC) 각각의 표면을 따라 메모리막(151)을 형성할 수 있다. 제1 블로킹 절연막, 데이터 저장막 및 터널 절연막을 순차로 적층함으로써, 메모리막(151)이 형성될 수 있다. 콘택 절연패턴(141)의 측벽 및 희생패드(241P)의 측벽은 메모리막(151)으로 덮일 수 있다.Referring to FIGS. 19A and 19B , a
이어서, 메모리막(151)의 표면을 따라 채널막(153)을 형성할 수 있다. 채널홀(HA), 복수의 콘택홀들(HB) 및 복수의 더미홀들(HC) 각각의 중심영역은 채널막(153)으로 완전히 채워지지 않고, 그 일부가 개구될 수 있다.Subsequently, a
이 후, 채널막(153)의 표면 상에 절연물을 형성하는 단계 및 채널막(153)이 노출되도록 절연물을 평탄화하는 단계를 수행할 수 있다. 이로써, 절연물은 채널홀(HA) 내부의 예비 코어 절연패턴(155PA), 복수의 콘택홀들(HB) 내부의 복수의 제1 더미 코어 절연패턴들(155B) 및 복수의 더미홀들(HC) 내부의 복수의 제2 더미 코어 절연패턴들(155C)로 분리될 수 있다. 채널홀(HA)의 중심영역은 예비 코어 절연패턴(155PA)으로 채워질 수 있다. 콘택홀(HB)은 채널홀(HA)에 비해 넓게 형성되므로, 콘택홀(HB)의 중심영역은 제1 더미 코어 절연패턴(155B)으로 완전히 채워지지 않고 그 일부가 개구될 수 있다. 더미홀(HC)은 채널홀(HA)에 비해 넓게 형성되므로, 더미홀(HC)의 중심영역은 제2 더미 코어 절연패턴(155C)으로 완전히 채워지지 않고 그 일부가 개구될 수 있다.Thereafter, forming an insulating material on the surface of the
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 채널막(153) 상에 제1 상부 보호막(261)을 형성할 수 있다. 콘택홀(HB)과 더미홀(HC) 각각의 중심영역에 보이드(void; 263)가 정의될 수 있도록, 제1 상부 보호막(261)은 단차 도포성(step coverage)이 낮은 증착 방식을 이용하여 형성될 수 있다. 일 실시 예로서, 제1 상부 보호막(261)은 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD: Plasma-enhanced chemical vapor deposition)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 보호막(261)은 PETEOS(Plasma-Enhanced TetraEthyl OSilicate)로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예는 이에 제한되지 않는다.Referring to FIGS. 20A and 20B , a first
도 21을 참조하면, 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR)에 중첩된 제1 상부 보호막(261)의 일부를 제거할 수 있다. 이를 위해, 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR)을 개구하고, 콘택영역(CTR) 및 연장영역을 차단하는 마스크 패턴(미도시)을 식각 베리어로 이용할 수 있다. 이로써, 도 20a에 도시된 예비 코어 절연패턴(155PA)의 일부가 노출될 수 있다. 이 후, 노출된 예비 코어 절연패턴의 일부를 제거함으로써, 코어 절연패턴(155A) 및 코어홈(265)이 정의될 수 있다. 마스크 패턴은 코어 절연패턴(155A) 형성 후 제거될 수 있다.Referring to FIG. 21 , a portion of the first
예비 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR)을 관통하는 제1 더미 코어 절연패턴(155B) 및 도 20b에 도시된 예비 계단형 적층체(220)의 연장영역(ER)을 관통하는 제2 더미 코어 절연패턴(155C)은 제1 상부 보호막(261)에 의해 보호될 수 있다.The first dummy
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 도 21에 도시된 코어홈(265)이 채워지도록 캡핑패턴(157)을 형성할 수 있다. 캡핑패턴(157)을 형성하는 단계는 도프트 반도체 물질로 도 21에 도시된 코어홈(265)을 채우는 단계 및 충진 절연막(131)이 노출되도록 도프트 반도체 물질을 평탄화하는 단계를 포함할 수 있다. 평탄화에 의해 도 21에 도시된 제1 상부 보호막(261)이 제거됨으로써, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC) 각각의 중심영역은 개구될 수 있다.Referring to FIGS. 22A and 22B , a
평탄화에 의해, 도 21에 도시된 채널막(153)은 셀 채널막(153A), 복수의 제1 더미 채널막들(153B) 및 복수의 제2 더미 채널막들(153C)로 분리될 수 있다. 평탄화에 의해, 도 21에 도시된 메모리막(151)은 메모리패턴(151A), 복수의 제1 더미 메모리패턴들(151B) 및 복수의 제2 더미 메모리패턴들(151C)로 분리될 수 있다.By planarization, the
상술한 공정들에 의해, 채널홀(HA)은 메모리패턴(151A) 및 채널구조(CH)로 채워질 수 있다. 채널구조(CH)는 셀 채널막(153A), 코어 절연패턴(155A) 및 캡핑패턴(157)을 포함할 수 있다. 또한, 콘택홀(HB) 내부에 제1 지지구조(150[1])가 형성될 수 있다. 제1 지지구조(150[1])는 제1 더미 메모리패턴(151B), 제1 더미 채널막(153B) 및 제1 더미 코어 절연패턴(155B)을 포함할 수 있다. 또한, 더미홀(HC) 내부에 제2 지지구조(150[2])가 형성될 수 있다. 제2 지지구조(150[2])는 제2 더미 메모리패턴(151C), 제2 더미 채널막(153C) 및 제2 더미 코어 절연패턴(155C)을 포함할 수 있다.Through the above-described processes, the channel hole HA may be filled with the
제1 지지구조(150[1])는 예비 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR)을 관통하고, 그에 대응하는 예비 콘택구조(200B) 내부로 연장될 수 있다. 제2 지지구조(150[2])는 예비 계단형 적층체(220)의 연장영역(ER)을 관통하고, 그에 대응하는 예비 더미구조(200C) 내부로 연장될 수 있다. 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2]) 각각은 콘택 절연패턴(141) 및 희생패드(241P)로 둘러싸일 수 있다. 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])는 메모리패턴(151A) 및 채널구조(CH)의 형성공정을 이용하여 형성되므로, 반도체 메모리 장치의 제조공정이 단순화될 수 있다.The first support structure 150[1] may pass through the contact region CTR of the preliminary stepped
도 23a, 도 23b, 도 24a, 도 24b, 도 25a 및 도 25b는 본 발명의 실시 예에 따른 블로킹 절연막 및 도전패턴의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.23A, 23B, 24A, 24B, 25A, and 25B are cross-sectional views illustrating a method of forming a blocking insulating film and a conductive pattern according to an embodiment of the present invention.
도 23a 및 도 23b를 참조하면, 충진 절연막(131) 상에 제2 상부 보호막(271)을 형성할 수 있다. 제2 상부 보호막(271)은 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC) 각각의 중심영역에 보이드(273)가 정의될 수 있도록, 단차 도포성이 낮은 증착 방식으로 형성될 수 있다. 제2 상부 보호막(271)은 채널구조(CH), 메모리패턴(151A), 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])를 덮을 수 있다.Referring to FIGS. 23A and 23B , a second
도 24a 및 도 24b를 참조하면, 도 23a에 도시된 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR)에서 복수의 층간 절연막들(IL) 및 복수의 희생막들(SC)을 식각함으로써 제1 예비 슬릿(SI1)을 형성할 수 있다. 이 후, 제1 예비 슬릿(SI1)을 통해 도 23a 및 도 23b에 도시된 복수의 희생막들(SC) 및 복수의 희생패드들(241P)을 선택적으로 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 게이트 영역들(275)이 개구될 수 있다. 각각의 게이트 영역(275)은 Z축 방향으로 서로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이에 정의될 수 있고, Z축 방향으로 서로 이웃한 충진 절연막(131)과 층간 절연막(IL) 사이로 연장될 수 있다. 복수의 게이트 영역들(275)에 의해 콘택 절연패턴(141), 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])가 노출될 수 있다.Referring to FIGS. 24A and 24B , the first layer is formed by etching the plurality of interlayer insulating films IL and the plurality of sacrificial films SC in the cell region CAR of the preliminary stepped laminate 220 shown in FIG. 23A. One preliminary slit SI1 may be formed. Thereafter, the plurality of sacrificial layers SC and the plurality of
복수의 게이트 영역들(275)은 상부 게이트 영역(275U) 및 하부 게이트 영역(275L)을 포함할 수 있다. 상부 게이트 영역(275U)은 도 23a에 도시된 상부 희생막(USC) 및 그와 동일한 레벨의 희생패드(241P)가 제거된 영역에 정의될 수 있고, 하부 게이트 영역(275L) 및 도 23a에 도시된 하부 희생막(LSC) 및 그와 동일한 레벨의 희생패드(241P)가 제거된 영역에 정의될 수 있다.The plurality of
도 25a 및 도 25b를 참조하면, 도 24a 및 도 24b에 도시된 게이트 영역(275)의 표면을 따라 제2 블로킹 절연막(161)을 형성할 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)은 제1 예비 슬릿(SI1)을 향하는 제1 개구부(OP1)를 가질 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)은 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2]) 각각의 측벽을 따라 연장될 수 있다. 제2 블로킹 절연막(161)은 콘택 절연패턴(141)의 측벽을 따라 연장될 수 있다.Referring to FIGS. 25A and 25B , a second blocking insulating
이어서, 제2 블로킹 절연막(161)에 의해 개구된 게이트 영역(275)의 중심영역을 제1 도전물로 채울 수 있다. 제1 도전물은 제1 개구부(OP1)를 통해 도 24a 및 도 24b에 도시된 게이트 영역(275) 내부로 유입될 수 있다. 이 후, 제1 예비 슬릿(SI1) 내부의 제1 도전물을 제거함으로써, 복수의 게이트 영역들(275) 내부에 배치되고 Z축 방향으로 서로 분리된 복수의 도전패턴들(CP)이 형성될 수 있다. 복수의 도전패턴들(CP)은 도 24a에 도시된 상부 게이트 영역(275U) 내부의 상부 도전패턴(UCP) 및 도 24a에 도시된 하부 게이트 영역(275L) 내부의 하부 도전패턴(LCP)을 포함할 수 있다.Subsequently, a central region of the
각각의 도전패턴(CP)은 베이스부(CB) 및 베이스부(CB)보다 얇은 두께의 에지부(CE)를 포함할 수 있다. 베이스부(CB)는 채널구조(CH) 및 메모리패턴(151A)을 감쌀 수 있다. 에지부(CE)는 그에 대응하는 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])를 감쌀 수 있다.Each conductive pattern CP may include a base portion CB and an edge portion CE having a thickness smaller than that of the base portion CB. The base part CB may cover the channel structure CH and the
Z축 방향으로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이의 갭은 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])에 의해 안정적으로 유지될 수 있다.A gap between interlayer insulating films IL adjacent to each other in the Z-axis direction may be stably maintained by the first support structure 150[1] and the second support structure 150[2].
도 26, 도 27, 도 28a, 도 28b, 도 29a, 도 29b, 도 30a, 도 30b, 도 31a, 도 31b, 도 32a 및 도 32b는 본 발명의 실시 예에 따른 공통소스패턴, 도전성 게이트 콘택 및 더미 콘택의 형성방법을 나타내는 단면도들이다.26, 27, 28a, 28b, 29a, 29b, 30a, 30b, 31a, 31b, 32a, and 32b show a common source pattern and a conductive gate contact according to an embodiment of the present invention. and cross-sectional views illustrating a method of forming a dummy contact.
도 26을 참조하면, 제1 예비 슬릿(SI1)에 연결된 제2 예비 슬릿(SI2)을 형성할 수 있다. 제2 예비 슬릿(SI2)은 제2 반도체 패턴(111A)을 관통하도록 연장될 수 있다. 서로 연결된 제1 예비 슬릿(SI1)과 제2 예비 슬릿(SI2)에 의해 슬릿(SI)이 정의될 수 있다.Referring to FIG. 26 , a second preliminary slit SI2 connected to the first preliminary slit SI1 may be formed. The second preliminary slit SI2 may extend through the
도 27을 참조하면, 슬릿(SI)의 측벽 상에 측벽 절연막(171)을 형성할 수 있다. 슬릿(SI)의 바닥면을 노출시키기 위해 측벽 절연막(171)을 식각하는 동안, 도 26에 도시된 예비 수평패턴(200A)의 제2 보호막(109)의 일부가 제거될 수 있다. 이로써, 도 26에 도시된 예비 수평패턴(200A)의 예비 수평막(201)이 노출될 수 있다.Referring to FIG. 27 , a
이어서, 슬릿(SI)을 통해 도 26에 도시된 예비 수평패턴(200A)의 예비 수평막(201)을 선택적으로 제거할 수 있다. 이로써, 도 26에 도시된 예비 수평패턴(200A)의 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)이 노출될 수 있다. 이 후, 예비 수평패턴(200A)이 제거된 영역을 통해 메모리패턴(151A)의 일부를 제거함으로써 셀 채널막(153A)을 노출시킬 수 있다.Subsequently, the preliminary
메모리패턴(151A)의 일부를 제거하는 동안, 도 26에 도시된 예비 수평패턴(200A)의 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)이 제거될 수 있다. 이로써, 제1 반도체 패턴(105A) 및 제2 반도체 패턴(111A)이 노출될 수 있다.While part of the
상술한 공정들을 통해, 제1 반도체 패턴(105A)과 제2 반도체 패턴(111A) 사이의 수평공간(275)이 개구될 수 있다. 또한 수평공간(275)에 의해 메모리패턴(151A)은 제1 메모리패턴(151P1) 및 제2 메모리패턴(151P2)으로 분리될 수 있다.Through the above-described processes, the
도 28a 및 도 28b를 참조하면, 도 27에 도시된 수평공간(275)과 슬릿(SI)이 채워지도록 도프트 반도체막(173)을 형성할 수 있다. 도프트 반도체막(173)은 n형 불순물을 포함할 수 있다. 도프트 반도체막(173)은 제2 상부 보호막(271)에 중첩되도록 연장될 수 있고, 셀 채널막(153A)에 접촉될 수 있다.Referring to FIGS. 28A and 28B , a doped
도 29a 및 도 29b를 참조하면, 도 28a 및 도 28b에 도시된 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2]) 상의 도프트 반도체막(173)의 일부 및 제2 상부 보호막(271)의 일부를 제거할 수 있다. 이를 위해, 셀 영역(CAR)에서 도프트 반도체막(173)을 차단하고, 콘택영역(CTR) 및 연장영역(ER)에서 도프트 반도체막(173)을 노출하는 마스크 패턴(미도시)을 식각 베리어로 이용할 수 있다. 도프트 반도체막(173) 및 제2 상부 보호막(271)을 식각함으로써, 도 28a 및 도 28b에 도시된 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])가 노출될 수 있다. 마스크 패턴은 도프트 반도체막(173) 및 제2 상부 보호막(271) 식각 후 제거될 수 있다.Referring to FIGS. 29A and 29B , a portion of the doped
이어서, 도 28a 및 도 28b에 도시된 제1 지지구조(150[1]) 및 제2 지지구조(150[2])를 제거할 수 있다. 이로써, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)이 개구될 수 있다. 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)을 통해 제2 블로킹 절연막(161) 및 콘택 절연패턴(141)이 노출될 수 있다. Subsequently, the first support structure 150[1] and the second support structure 150[2] shown in FIGS. 28A and 28B may be removed. As a result, the contact hole HB and the dummy hole HC may be opened. The second blocking insulating
도 30a는 도 29a에 도시된 AR3영역에 대한 확대 단면도이다.FIG. 30A is an enlarged cross-sectional view of the AR3 region shown in FIG. 29A.
도 30a를 참조하면, 도 28a에 도시된 제1 지지구조(150[1])가 제거됨에 따라, 콘택홀(HB)을 통해 제2 블로킹 절연막(161) 및 콘택 절연패턴(141)이 노출될 수 있다.Referring to FIG. 30A, as the first support structure 150[1] shown in FIG. 28A is removed, the second blocking insulating
확대 단면도에 도시되진 않았으나, 도 28b에 도시된 제2 지지구조(150[2])가 제거됨에 따라, 도 29b에 도시된 더미홀(HC)을 통해서 제2 블로킹 절연막(161) 및 콘택 절연패턴(141)이 노출될 수 있다.Although not shown in the enlarged cross-sectional view, as the second support structure 150[2] shown in FIG. 28B is removed, the second blocking insulating
도 30b는 도 29a, 도 29b 및 도 30a를 참조하여 설명한 공정들 이 후 이어지는 후속공정에 대한 일 실시 예를 나타낸다.30B shows an embodiment of a subsequent process following the processes described with reference to FIGS. 29A, 29B, and 30A.
도 30b를 참조하면, 콘택홀(HB)을 통해 제2 블로킹 절연막(161)의 노출된 영역을 제거할 수 있다. 이로써, 제2 개구부(OP2)가 정의될 수 있다. 제2 개구부(OP2)에 의해 도전패턴(CP)의 에지부(CE)가 노출될 수 있다.Referring to FIG. 30B , the exposed region of the second blocking insulating
확대 단면도에 도시되진 않았으나, 도 29b에 도시된 더미홀(HC)을 통해 제2 블로킹 절연막(161)의 노출된 영역을 제거할 수 있다. 이로써, 도 31b에 도시된 바와 같이 제3 개구부(OP3)가 정의될 수 있으며, 제3 개구부(OP3)를 통해 그에 대응하는 도전패턴(CP)의 에지부(CE)가 노출될 수 있다.Although not shown in the enlarged cross-sectional view, the exposed region of the second blocking insulating
제2 블로킹 절연막(161)의 일부가 제거되더라도, 콘택 절연패턴(141)은 도전패턴(CP)의 에지부(CE)에 중첩되도록 잔류될 수 있다.Even if a portion of the second blocking insulating
도 31a 및 도 31b를 참조하면, 콘택홀(HB) 및 더미홀(HC)을 통해 도 29a에 도시된 예비 콘택구조(200B)의 예비 수평막(201) 및 도 29b에 도시된 예비 더미구조(200C)의 예비 수평막(201)을 제거할 수 있다. 또한, 도 29a에 도시된 예비 콘택구조(200B)에 중첩된 제1 반도체 패턴(105B) 및 제2 반도체 패턴(111B)과 도 29b에 도시된 예비 더미구조(200C)에 중첩된 제1 반도체 패턴(105C) 및 제2 반도체 패턴(111C)을 제거할 수 있다.31A and 31B, the preliminary
도 29a 및 도 29b에 도시된 제1 반도체 패턴들(105B, 105C) 각각이 제거된 영역에 제1 하부 리세스 영역(283A)이 정의되고, 도 29a 및 도 29b에 도시된 예비 수평막(201)이 제거된 영역에 제2 하부 리세스 영역(283B)이 정의되고, 도 29a 및 도 29b에 도시된 제2 반도체 패턴들(111B, 111C) 각각이 제거된 영역에 제3 하부 리세스 영역(283C)이 정의될 수 있다. 도 29a 및 도 29b에 도시된 제1 반도체 패턴들(105B, 105C), 예비 수평막(201) 및 제2 반도체 패턴들(111B, 111C)이 제거되는 동안, 제2 상부 보호막(271) 상에 배치된 도프트 반도체막(173)의 일부가 제거될 수 있다.A first
제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)은 제1 하부 리세스 영역(283A), 제2 하부 리세스 영역(283B) 및 제3 하부 리세스 영역(283C) 사이의 경계에 잔류될 수 있다.The
도 32a 및 도 32b를 참조하면, 도 31a 및 도 31b에 도시된 콘택홀(HB), 더미홀(HC), 제1 하부 리세스 영역(283A), 제2 하부 리세스 영역(283B) 및 제3 하부 리세스 영역(283C)을 제2 도전물로 채울 수 있다. 이 후, 충진 절연막(131)이 노출되도록 제2 도전물을 식각할 수 있다. 이로써, 도전성 게이트 콘택(181A) 및 더미 콘택(181B)이 정의될 수 있다.Referring to FIGS. 32A and 32B , the contact hole HB, the dummy hole HC, the first
도전성 게이트 콘택(181A) 및 더미 콘택(181B)을 형성하기 위한 평탄화 공정에 의해, 도 31a에 도시된 도프트 반도체막(173)이 평탄화될 수 있다. 이로써, 도 31a에 도시된 도프트 반도체막(173)은 공통소스패턴(CSL)으로서 잔류될 수 있다. 공통소스패턴(CSL)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H) 및 도전성 수직콘택(173VC)을 포함할 수 있다. 수평 도프트 반도체 패턴(173H)은 채널구조(CH)의 셀 채널막(153A)에 접촉되고 제1 도프트 반도체 패턴(105A) 및 제2 도프트 반도체 패턴(111A) 사이에 배치될 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H)으로부터 Z축 방향으로 연장될 수 있다. 도전성 수직콘택(173VC)은 측벽 절연막(171)에 의해 복수의 도전패턴들(CP)로부터 절연될 수 있다.The doped
도전성 게이트 콘택(181A)은 도 31a에 도시된 콘택홀(HB)을 채울 뿐 아니라, 도 31a에 도시된 콘택홀(HB)에 연결된 제1 하부 리세스 영역(283A), 제2 하부 리세스 영역(283B) 및 제3 하부 리세스 영역(283C)을 채울 수 있다. 도전성 게이트 콘택(181A)은 제2 개구부(OP2)를 통해 그에 대응하는 도전패턴(CP)의 에지부(CE)에 접촉될 수 있다. 도전패턴(CP)의 베이스부(CB)는 잔류되는 콘택 절연패턴(141)에 의해 도전성 게이트 콘택(181A)으로부터 이격될 수 있다.The
더미 콘택(181B)은 도 31b에 도시된 더미홀(HC)을 채울 뿐 아니라, 도 31b에 도시된 더미홀(HC)에 연결된 제1 하부 리세스 영역(283A), 제2 하부 리세스 영역(283B) 및 제3 하부 리세스 영역(283C)을 채울 수 있다. 더미 콘택(181B)은 제3 개구부(OP3)를 통해 그에 대응하는 도전패턴(CP)의 에지부(CE)에 접촉될 수 있다. 도전패턴(CP)의 베이스부(CB)는 잔류되는 콘택 절연패턴(141)에 의해 더미 콘택(181B)으로부터 이격될 수 있다.The
도 28a에 도시된 제1 지지구조(150[1])와 도 29a에 도시된 예비 콘택구조(200B)의 예비 수평막(201)을 도전성 게이트 콘택(181A)으로 대체하고, 도 28b에 도시된 제2 지지구조(150[2])와 도 29a에 도시된 예비 더미구조(200C)의 예비 수평막(201)을 더미 콘택(181B)으로 대체하는 과정에서, 제1 보호막(107) 및 제2 보호막(109)은 제거되지 않고 잔류될 수 있다.The first support structure 150[1] shown in FIG. 28A and the preliminary
이어서, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 상부 절연막(UI), 비트라인 콘택(193A), 상부 콘택(193B), 비트라인(BL) 및 상부 배선(UL)을 형성하기 위한 후속 공정을 수행할 수 있다.Next, subsequent processes for forming the upper insulating layer UI, the
도 33a 내지 도 33j는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 도 33a 내지 도 33j는 희생패드들 형성공정에 대한 변형된 실시 예를 나타내는 단면도들이다. 도 33a 내지 도 33j는 예비 계단형 적층체(320)의 콘택영역(CTR')을 나타낸다. 도면에 도시되진 않았으나, 예비 계단형 적층체(320)는 콘택영역(CTR')으로부터 연장된 연장영역을 포함하고, 연장영역에 대한 공정은 후술되는 콘택영역(CTR')에 대한 공정과 유사하게 진행될 수 있다.33A to 33J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 33A to 33J are cross-sectional views illustrating a modified embodiment of a process of forming sacrificial pads. 33A to 33J show the contact area CTR′ of the preliminary stepped
도 33a를 참조하면, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 하부 콘택들(103A)에 의해 관통되는 제1 하부 절연막(101), 복수의 예비 콘택구조들(200B) 및 제2 하부 절연막(104)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 33A , as described with reference to FIGS. 7A and 7B , the first lower insulating
이 후, 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 하부 절연막(104) 상에 예비 계단형 적층체(320)를 형성한다. 예비 계단형 적층체(320)는 제2 하부 절연막(104) 상에 교대로 배치된 복수의 층간 절연막들(IL) 및 복수의 희생막들(SC')로 구성될 수 있다. 예비 계단형 적층체(320)의 콘택영역(CTR') 일부에 복수의 희생기둥들(225B)이 매립될 수 잇다. 복수의 희생기둥들(225B)은 복수의 예비 콘택구조들(200B) 각각의 내부로 연장될 수 있다.Then, as described with reference to FIGS. 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, and 10B , a preliminary stepped
복수의 희생막들(SC')은 콘택영역(CTR')에서 제2 하부 절연막(104)에 가까워질수록 측부로 더 긴 길이를 갖도록 패터닝될 수 있다. 각각의 희생막(SC')은 베이스부(SB') 및 베이스부(SB')로부터 연장된 에지부(SE')를 포함할 수 있다. 베이스부(SB')는 Z축 방향으로 서로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이에 배치될 수 있고, 에지부(SE')의 상면은 개구될 수 있다. 복수의 희생막들(SC')의 복수의 에지부들(SE')은 콘택영역(CTR')에서 계단구조를 형성할 수 있다. 희생막(SC')은 층간 절연막(IL)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 구성될 수 있다.The plurality of sacrificial layers SC' may be patterned to have a longer length in the contact region CTR' closer to the second lower insulating
이어서, 스페이서 패턴(301)을 형성할 수 있다. 스페이서 패턴(301)은 예비 계단형 적층체(320)의 층계들 각각을 구성하는 에지부(SE')와 층간 절연막(IL)의 측벽들 상에 배치될 수 있다. 스페이서 패턴(301)은 희생막(SC')에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 복수의 에지부들(SE')은 그 상부의 스페이서 패턴(301)에 중첩된 영역과, 스페이서 패턴(301)에 의해 중첩되지 않고 노출된 영역을 포함할 수 있다.Subsequently, a
예를 들어, 복수의 층간 절연막들(IL)은 Z축 방향으로 순차로 배치된 하부 층간 절연막(LIL), 중간 층간 절연막(MIL) 및 상부 층간 절연막(UIL)을 포함할 수 있다. 복수의 희생막들(SC')은 하부 층간 절연막(LIL)과 중간 층간 절연막(MIL) 사이의 하부 희생막(LSC'), 그리고 중간 층간 절연막(MIL)과 상부 층간 절연막(UIL) 사이의 상부 희생막(USC')을 포함할 수 있다. 이 때, 하부 희생막(LSC')은 하부 층간 절연막(LIL) 및 중간 층간 절연막(MIL) 사이의 하부 베이스부(LB')와, 하부 베이스부(LB')로부터 중간 층간 절연막(MIL)에 비해 측부로 돌출된 하부 에지부(LE')를 포함할 수 있다. 상부 희생막(USC')은 중간 층간 절연막(MIL) 및 상부 층간 절연막(UIL) 사이의 상부 베이스부(UB')와, 상부 베이스부(UB')로부터 상부 층간 절연막(UIL)에 비해 측부로 돌출된 상부 에지부(SE')를 포함할 수 있다. 복수의 스페이서 패턴들 중 적어도 하나는 하부 에지부(LE') 상에 배치될 수 있다. 하부 에지부(LE')의 상면에서 일부는 스페이서 패턴(301)에 중첩될 수 있고, 다른 일부는 스페이서 패턴(301)에 중첩되지 않고 노출될 수 있다. 하부 에지부(LE')의 상면의 일부에 중첩된 스페이서 패턴(301)은 중간 층간 절연막(MIL)의 측벽 및 상부 에지부(UE')의 측벽을 따라 연장될 수 있다.For example, the plurality of interlayer insulating layers IL may include a lower interlayer insulating layer LIL, a middle interlayer insulating layer MIL, and an upper interlayer insulating layer UIL sequentially disposed in the Z-axis direction. The plurality of sacrificial layers SC' may include a lower sacrificial layer LSC' between the lower interlayer insulating layer LIL and the middle interlayer insulating layer MIL, and an upper portion between the middle interlayer insulating layer MIL and the upper interlayer insulating layer UIL. A sacrificial layer USC′ may be included. At this time, the lower sacrificial layer LSC' is applied to the lower base part LB' between the lower interlayer insulating film LIL and the middle interlayer insulating film MIL, and from the lower base part LB' to the middle interlayer insulating film MIL. A lower edge portion LE′ protruding to the side may be included. The upper sacrificial layer USC′ is formed from the upper base portion UB′ between the middle interlayer insulating layer MIL and the upper interlayer insulating layer UIL, and from the upper base portion UB′ to the side compared to the upper interlayer insulating layer UIL. A protruding upper edge portion SE′ may be included. At least one of the plurality of spacer patterns may be disposed on the lower edge portion LE′. A portion of the upper surface of the lower edge portion LE′ may overlap the
도 33b를 참조하면, 복수의 에지부들(SE') 상에 제1 희생패드들(303)을 각각 형성할 수 있다. 제1 희생패드(303)는 희생막(SC')과 동일한 물질로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 33B , first
제1 희생패드(303)는 스페이서 패턴(301)에 의해 노출된 희생막(SC')의 에지부(SE')의 상면의 일부에 중첩될 수 있다. 제1 희생패드(303)는 스페이서 패턴(301)에 의해 희생막(SC')으로부터 이격될 수 있다.The first
제1 희생패드(303)의 형성공정은 상술한 바로 제한되지 않으며, 다양할 수 있다.The process of forming the first
도 33c를 참조하면, 도 33b에 도시된 스페이서 패턴(301)을 제거할 수 있다. 이 후, 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 충진 절연막(131A)을 형성할 수 있다. 제1 충진 절연막(131A)은 예비 계단형 적층체(320)를 덮을 수 있고, 도 33b에 도시된 스페이서 패턴(301)의 제거영역을 채우는 돌출부(131P)를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 일 실시 예로서, 절연물로 구성된 스페이서 패턴(301)은 잔류될 수 있고, 제1 충진 절연막(131A)은 잔류되는 스페이서 패턴(301)을 덮을 수 있다.Referring to FIG. 33C , the
도 33d를 참조하면, 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 충진 절연막(131A) 상에 제2 충진 절연막(131B)을 형성할 수 있다. 이로써, 예비 계단형 적층체(320) 상에 제1 충진 절연막(131A) 및 제2 충진 절연막(131B)을 포함하는 충진 절연막(131)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 33D , as described with reference to FIGS. 11A and 11B , a second filling insulating
이어서, 도 33c에 도시된 복수의 희생기둥들(225B)에 중첩된 충진 절연막(131) 및 예비 계단형 적층체(320)를 식각할 수 있다. 이 후, 도 33c에 도시된 복수의 희생기둥들(225B)을 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 콘택홀들(HB')이 형성될 수 있다.Subsequently, the filling insulating
복수의 희생막들(SC')의 복수의 에지부들(SE')은 복수의 콘택홀들(HB')에 의해 각각 관통될 수 있다. 각각의 콘택홀(HB')은 예비 계단형 적층체(320)의 콘택영역(CTR'), 그에 대응하는 제2 반도체 패턴(111B) 및 예비 콘택구조(200B)를 관통할 수 있고, 그에 대응하는 제1 반도체 패턴(105B) 내부로 연장될 수 있다. 제1 희생패드들(303)은 복수의 콘택홀들(HB')에 의해 각각 관통될 수 있다.The plurality of edge portions SE' of the plurality of sacrificial layers SC' may be respectively penetrated by a plurality of contact holes HB'. Each contact hole HB' may pass through the contact region CTR' of the preliminary stepped
도 13a를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 콘택홀들(HB') 중 기준홀(R')은 상부 층간 절연막(UIL)으로부터 이격될 수 있고, 중간 층간 절연막(MIL), 상부 희생막(USC'), 하부 희생막(LSC') 및 하부 층간 절연막(LIL)을 관통할 수 있다. 예를 들어, 기준홀(R')은 상부 희생막(USC')의 상부 에지부(UE')와 하부 희생막(LSC')의 하부 베이스부(LB')를 관통할 수 있다.As described with reference to FIG. 13A , the reference hole R' among the plurality of contact holes HB' may be spaced apart from the upper interlayer insulating film UIL, the middle interlayer insulating film MIL, and the upper sacrificial film USC. '), the lower sacrificial layer LSC', and the lower interlayer insulating layer LIL. For example, the reference hole R' may pass through the upper edge UE' of the upper sacrificial layer USC' and the lower base portion LB' of the lower sacrificial layer LSC'.
도 33e를 참조하면, 복수의 콘택홀들(HB')을 통해 도 33d에 도시된 복수의 희생막들(SC')의 복수의 에지부들(SE') 및 복수의 제1 희생패드들(303)을 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 제1 리세스 영역들(311)이 정의될 수 있다. 도 33d에 도시된 복수의 제1 희생패드들(303) 및 복수의 에지부들(SE')이 제거되는 동안, 복수의 콘택홀들(HB')을 통해 복수의 베이스부들(SB')이 식각될 수 있다. 이로써, 복수의 베이스부들(SB')이 제거된 영역에 복수의 제2 리세스 영역들(313)이 정의될 수 있다. 제1 희생패드(303)의 제거로 인해, 제1 리세스 영역(311)은 제2 리세스 영역(313)에 비해 Z축 방향으로 넓은 폭으로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 33E , the plurality of edge portions SE' and the plurality of first
도 33f를 참조하면, 제1 리세스 영역(311), 제2 리세스 영역(313) 및 콘택홀(HB')의 표면들을 따라 콘택 절연막(141L)을 형성할 수 있다. 콘택 절연막(141L)은 충진 절연막(131)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 콘택 절연막(141L)은 희생막(SC')에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 33F , a contact insulating layer 141L may be formed along surfaces of the
콘택 절연막(141L)은 상대적으로 좁은 폭의 제2 리세스 영역(313)을 채울 수 있다. 상대적으로 넓은 폭의 제1 리세스 영역(311)은 콘택 절연막(141L)으로 완전히 채워지지 않고 그 중심영역이 개구될 수 있다.The contact insulating layer 141L may fill the relatively narrow
도 33g를 참조하면, 도 33f에 도시된 콘택 절연막(141L)이 복수의 콘택 절연패턴들(141)로 분리되도록, 콘택 절연막(141L)을 식각할 수 있다. 각각의 콘택 절연패턴(141)은 그에 대응하는 제2 리세스 영역(313) 내부에 잔류될 수 있다. 콘택 절연막(141L)의 식각공정에 의해, 복수의 제1 리세스 영역들(311)이 개구될 수 있다.Referring to FIG. 33G , the contact insulating layer 141L may be etched so that the contact insulating layer 141L shown in FIG. 33F is separated into a plurality of
도 33h를 참조하면, 복수의 콘택홀들(HB')을 통해 복수의 제1 리세스 영역들(311)을 복수의 제2 희생패드들(331)로 각각 채울 수 있다. 제2 희생패드(331)는 희생막(SC')과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 희생패드(331)는 희생막(SC')에 비해 Z축 방향으로 두껍게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 33H , the plurality of
상술한 바와 같이, 도 33d에 도시된 희생막(SC')의 베이스부(SB')의 일부는 콘택 절연패턴(141)으로 대체될 수 있고, 도 33d에 도시된 희생막(SC')의 에지부(SE') 및 제1 희생패드(303)는 제2 희생패드(331)로 대체될 수 있다. 이 때, 도 33d 도시된 희생막(SC')의 에지부(SE')와 제1 희생패드(303)의 총 두께와 희생막(SC')의 베이스부(SB')의 두께 간 차이를 이용하여, 콘택 절연패턴(141)을 타겟 위치에 자동정렬 시킬 수 있다.As described above, a part of the base portion SB' of the sacrificial film SC' shown in FIG. 33D may be replaced with the
도 33i를 참조하면, 도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21, 도 22a 및 도 22b를 참조하여 상술한 공정들을 이용하여 콘택홀(HB') 내부에 지지구조(150[1])를 형성할 수 있다. 지지구조(150[1])는 더미 메모리패턴(151B), 더미 채널막(153B) 및 더미 코어 절연패턴(155B)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 33I, the support structure 150[1] inside the contact hole HB' using the processes described above with reference to FIGS. 19A, 19B, 20A, 20B, 21, 22A, and 22B. ) can be formed. The support structure 150[1] may include a
이 후, 도 23a 및 도 23b를 참조하여 설명한 바와 같이, 콘택홀(HB') 내부에 보이드(273)가 정의될 수 있도록 충진 절연막(131) 상에 상부 보호막(271)을 형성할 수 있다.Thereafter, as described with reference to FIGS. 23A and 23B , an
도 33j를 참조하면, 도 24a 및 도 24b를 참조하여 설명한 공정들을 이용하여, 도 33i에 도시된 복수의 희생막들(SC') 및 복수의 제2 희생패드들(331)을 제거할 수 있다. 이로써 복수의 게이트 영역들(375)이 개구될 수 있다.Referring to FIG. 33J , the plurality of sacrificial layers SC′ and the plurality of second
이 후, 도 25a, 도 25b, 도 26, 도 27, 도 28a, 도 28b, 도 29a, 도 29b, 도 30a, 도 30b, 도 31a, 도 31b, 도 32a 및 도 32b를 참조하여 설명한 공정들을 수행할 수 있다.Thereafter, the processes described with reference to FIGS. 25A, 25B, 26, 27, 28A, 28B, 29A, 29B, 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, and 32B can be done
도 34a 내지 도 34o는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 도 34a 내지 도 34o는 게이트 적층체의 셀 영역(CAR") 및 콘택영역(CTR")에 대응하는 반도체 메모리 장치의 일부 영역들에 대한 제조방법을 나타낸다. 이하의 도면에 도시되진 않았으나, 게이트 적층체는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 연장영역을 포함할 수 있으며, 연장영역에서의 제조공정은 이하의 콘택영역(CTR")에서의 제조공정과 유사하게 진행될 수 있다. 이하, 도 7a 내지 도 32b에서와 동일한 구성들에 대한 중복되는 설명을 생략한다.34A to 34O are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 34A to 34O show a manufacturing method for some regions of a semiconductor memory device corresponding to a cell region (CAR") and a contact region (CTR") of a gate stack. Although not shown in the drawings below, the gate laminate may include an extension region as described with reference to FIG. 2, and a manufacturing process in the extension region is similar to the manufacturing process in the contact region (CTR") below. Hereinafter, redundant descriptions of the same components as those in FIGS. 7A to 32B will be omitted.
도 34a를 참조하면, 제1 하부 절연막(101) 상에 제1 반도체막, 하부 적층체 및 제2 반도체막을 순차로 형성할 수 있다. 하부 적층체는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 보호막(107), 제1 보호막(107) 상의 예비 수평막(201) 및 예비 수평막(201) 상의 제2 보호막(109)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 34A , a first semiconductor layer, a lower laminate, and a second semiconductor layer may be sequentially formed on the first lower insulating
이어서, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 반도체막, 하부 적층체 및 제1 반도체막을 식각할 수 있다. 이로써, 제1 반도체막은 제1 하부 절연막(101)에 중첩된 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B)로 분리될 수 있다. 제2 반도체막은 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B)에 각각 중첩된 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B)로 분리될 수 있다. 또한, 하부 적층체는 예비 수평패턴(200A) 및 복수의 예비 콘택구조들(200B)로 분리될 수 있다. 예비 수평패턴(200A)은 셀 영역(CAR")의 제1 반도체 패턴(105A)과 제2 반도체 패턴(111A) 사이에 배치될 수 있고, 복수의 예비 콘택구조들(200B)은 콘택영역(CTR")의 복수의 제1 반도체 패턴들(105B) 및 복수의 제2 반도체 패턴들(111B) 사이에 배치될 수 있다.Subsequently, as described with reference to FIGS. 7A and 7B , the second semiconductor layer, the lower laminate, and the first semiconductor layer may be etched. As a result, the first semiconductor layer may be separated into a plurality of
이 후, 복수의 제1 반도체 패턴들(105A, 105B) 사이의 공간을 제2 하부 절연막(104)으로 채울 수 있다. 제2 하부 절연막(104)은 예비 수평패턴(200A) 및 복수의 예비 콘택구조들(200B) 사이와, 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B) 사이를 채울 수 있다.After that, the space between the plurality of
이어서, 복수의 하부 콘택들(403A)을 형성할 수 있다. 각각의 하부 콘택(403A)은 콘택영역(CTR")에서 제2 반도체 패턴(111B), 예비 콘택구조(200B), 제1 반도체 패턴(105B) 및 제1 하부 절연막(101)을 관통할 수 있다.Subsequently, a plurality of
도 34b를 참조하면, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 하부 절연막(104) 및 복수의 제2 반도체 패턴들(111A, 111B) 상에 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)을 Z축 방향으로 교대로 적층할 수 있다.Referring to FIG. 34B , as described with reference to FIGS. 8A and 8B , a plurality of first material layers 221 are formed on the second lower insulating
이어서, 셀 어레이 영역(CAR")에서 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)을 관통하고, 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장된 제1 예비 채널홀(H1A)을 형성할 수 있다. 제1 예비 채널홀(H1A)은 제2 반도체 패턴(111A) 및 예비 수평패턴(200A)을 관통할 수 있고, 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장될 수 있다.Subsequently, a first preliminary channel passes through the plurality of
이 후, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 예비 채널홀(H1A)을 희생기둥(225A)으로 채울 수 있다. 제1 예비 채널홀(H1A) 및 희생기둥(225A)을 형성하는 동안, 콘택영역(CTR")에서 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)은 복수의 하부 콘택들(403A)에 중첩된 상태로 잔류될 수 있다.After that, as described with reference to FIGS. 8A and 8B , the first preliminary channel hole H1A may be filled with the
이어서, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 제1 물질막들(221) 및 복수의 제2 물질막들(223)의 적층체와, 희생기둥(225A) 상에 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)을 Z축 방향으로 교대로 적층할 수 있다.Subsequently, as described with reference to FIGS. 9A and 9B , a plurality of first material layers 221 and a plurality of second material layers 223 are stacked on the
도 34c를 참조하면, 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)의 적층체 상에 식각 정지막(410)을 형성할 수 있다. 식각 정지막(410)은 질화막을 포함할 수 있다. 식각 정지막(410) 형성 후, 도 34b에 도시된 희생기둥(225A)에 중첩된 식각 정지막(410), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229) 식각함으로써, 제2 예비 채널홀(H2A)을 형성할 수 있다. 제2 예비 채널홀(H2A)은 식각 정지막(410), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)을 관통하여 도 34b에 도시된 희생기둥(225A)을 노출할 수 있다.Referring to FIG. 34C , an etch stop layer 410 may be formed on a stack of a plurality of third material layers 227 and a plurality of fourth material layers 229 . The etch stop layer 410 may include a nitride layer. After forming the etch stop layer 410 , the etch stop layer 410 overlapping the
이어서, 제2 예비 채널홀(H2A)을 통해 도 34b에 도시된 희생기둥(225A)을 제거할 수 있다. 이에 따라, 제1 예비 채널홀(H1A)이 개구될 수 있다. 제2 예비 채널홀(H2A)은 제1 예비 채널홀(H1A)에 연결될 수 있고, 이로써 채널홀(HA")이 정의될 수 있다. 채널홀(HA")은 셀 영역(CAR")에서 복수의 제1 물질막들(221), 복수의 제2 물질막들(223), 복수의 제3 물질막들(227), 복수의 제4 물질막들(229), 제2 반도체 패턴(111A) 및 예비 수평패턴(200A)을 관통할 수 있다. 또한, 채널홀(HA")은 제1 반도체 패턴(105A) 내부로 연장될 수 있다. 채널홀(HA")을 형성하는 동안, 콘택영역(CTR")에서 복수의 제1 물질막들(221), 복수의 제2 물질막들(223), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)은 복수의 하부 콘택들(403A)에 중첩된 상태로 잔류될 수 있다.Subsequently, the
이 후, 채널홀(HA") 내부에 메모리패턴(151A) 및 채널구조(CH)를 형성할 수 있다. 채널구조(CH)는 셀 채널막(153A), 코어 절연패턴(155A) 및 캡핑패턴(157)을 포함할 수 있다.Thereafter, a
메모리패턴(151A) 및 채널구조(CH)를 형성하는 단계는, 채널홀(HA")의 표면을 따라 제1 블로킹 절연막, 데이터 저장막 및 터널 절연막을 순차로 적층함으로써 메모리막을 형성하는 단계, 메모리막의 표면을 따라 채널막을 형성하는 단계, 채널홀(HA")의 중심영역을 코어 절연패턴(155A) 및 캡핑패턴(157)으로 채우는 단계 및 식각 정지막(410)이 노출되도록 평탄화 공정을 수행함으로써 메모리막 및 채널막 각각의 일부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the
도 34d를 참조하면, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 바와 같이, 예비 계단형 적층체(220)가 정의되도록, 복수의 제1 물질막들(221), 복수의 제2 물질막들(223), 복수의 제3 물질막들(227) 및 복수의 제4 물질막들(229)을 식각할 수 있다. 복수의 제1 물질막들(221) 및 잔류하는 복수의 제4 물질막들(229)은 복수의 층간 절연막들(IL)로서 잔류될 수 있고, 복수의 제2 물질막들(223) 및 복수의 제3 물질막들(227)은 복수의 희생막들(SC)로서 잔류될 수 있다. 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한 바와 같이, 각각의 희생막(SC)은 베이스부(SB) 및 베이스부(SB)로부터 연장된 에지부(SE)를 포함할 수 있다. 에지부(SE)는 베이스부(SB) 보다 얇게 잔류될 수 있다.Referring to FIG. 34D , as described with reference to FIGS. 10A and 10B , a plurality of first material layers 221 and a plurality of second material layers 223 are defined so as to define the preliminary stepped
이어서, 도 34c에 도시된 식각 정지막(410)의 잔류부를 제거할 수 있다. 이 후, 예비 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR") 및 콘택영역(CTR")을 덮도록, 충진 절연막(420)을 형성할 수 있다.Subsequently, the remaining portion of the etch stop layer 410 shown in FIG. 34C may be removed. After that, the filling insulating
도 34e를 참조하면, 제1 예비 슬릿(SI1) 및 복수의 콘택홀들(HB")이 정의되도록 충진 절연막(420) 및 예비 계단형 적층체(220)를 식각할 수 있다. 제1 예비 슬릿(SI1) 및 복수의 콘택홀들(HB")을 형성하는 동안, 셀 영역(CAR")의 제2 반도체 패턴(111A) 및 콘택영역(CTR")의 복수의 하부 콘택들(403A)이 식각 정지막으로 이용될 수 있다. 복수의 콘택홀들(HB")은 제1 예비 슬릿(SI1) 형성 공정을 이용하여 정의되므로, 반도체 메모리 장치의 제조방법을 단순화할 수 있다.Referring to FIG. 34E , the filling insulating
제1 예비 슬릿(SI1)은 셀 영역(CAR")에서 충진 절연막(420) 및 예비 계단형 적층체(220)를 관통할 수 있다. 제1 예비 슬릿(SI1)은 복수의 희생막들(SC)의 복수의 베이스부들(SB)을 관통할 수 있다. 복수의 콘택홀들(HB")은 복수의 하부 콘택들(403A)을 각각 노출하도록, 콘택영역(CTR")에서 충진 절연막(420) 및 예비 계단형 적층체(220)를 관통할 수 있다. 복수의 희생막들(SC)의 복수의 에지부들(SE)은 복수의 콘택홀들(HB")에 의해 각각 관통될 수 있다.The first preliminary slit SI1 may pass through the filling insulating
도 34f를 참조하면, 충진 절연막(420) 상에 제1 상부 보호막(431)을 형성할 수 있다. 제1 예비 슬릿(SI1)과 복수의 콘택홀들(HB") 각각의 중심영역에 보이드(433)가 정의될 수 있도록, 제1 상부 보호막(431)은 단차 도포성이 낮은 증착 방식을 이용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 34F , a first
도 34g를 참조하면, 계단형 적층체(220)의 콘택영역(CTR")에 중첩된 제1 상부 보호막(431)의 일부를 제거할 수 있다. 이로써, 복수의 콘택홀들(HB")이 개구될 수 있으며, 복수의 희생막들(SC)의 복수의 에지부들(SE)이 복수의 콘택홀들(HB")을 통해 각각 노출될 수 있다.Referring to FIG. 34G , a portion of the first
도 34h를 참조하면, 도 14a 및 도 14b를 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 콘택홀들(HB")을 통해 복수의 희생막들(SC)을 식각함으로써, 복수의 제1 리세스 영역들(231) 및 복수의 제2 리세스 영역들(233)이 정의될 수 있다.Referring to FIG. 34H , as described with reference to FIGS. 14A and 14B , a plurality of first recess regions ( 231) and a plurality of
각각의 제1 리세스 영역(231)은 도 34g에 도시된 희생막(SC)의 에지부(SE)가 제거된 영역에 정의될 수 있다. 각각의 제2 리세스 영역(233)은 도 34g에 도시된 에지부(SE) 아래에 배치된 희생막(SC)의 베이스부(SB)의 일부가 제거된 영역에 정의될 수 있다.Each of the
이어서, 도 15a 및 도 15b를 참조하여 설명한 공정들 및 도 16a 및 도 16b를 참조하여 설명한 공정들을 이용하여, 제1 리세스 영역(231) 내부에 희생패드(241P)를 형성할 수 있다.Subsequently, the
도 34i를 참조하면, 콘택홀(HB")의 표면을 따라 콘택 절연막(441)을 형성할 수 있다. 콘택 절연막(441)은 제2 리세스 영역(233)을 채울 수 있다. 콘택홀(HB")의 중심영역은 콘택 절연막(441)에 의해 채워지지 않고 개구될 수 있다. 콘택 절연막(441)은 콘택영역(CTR")에서 충진 절연막(420)의 표면을 따라 연장될 수 있으며, 셀 영역(CAR")에서 제1 상부 보호막(431)의 상면을 따라 연장될 수 있다. 콘택 절연막(441)은 희생막(SC)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 실시 예로서, 콘택 절연막(441)은 산화막을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 34I , a
이어서, 콘택 절연막(441) 상에 라이너막(443)을 형성할 수 있다. 라이너막(443)은 콘택 절연막(441)에 대한 식각 선택성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일 실시 예로서, 라이너막(443)은 실리콘을 포함할 수 있다. 콘택홀(HB")의 중심영역은 라이너막(443)으로 채워지지 않고 개구될 수 있다.Subsequently, a
도 34j를 참조하면, 라이너막(443) 상에 제2 상부 보호막(445)을 형성할 수 있다. 복수의 콘택홀들(HB") 각각의 중심영역에 보이드(451)가 정의될 수 있도록, 제2 상부 보호막(445)은 단차 도포성이 낮은 증착 방식을 이용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 34J , a second upper
도 34k를 참조하면, 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR")에 중첩된 제2 상부보호막(445), 라이너막(443) 및 콘택 절연막(441) 각각의 일부를 제거할 수 있다. 이어서, 제1 예비 슬릿(SI1)이 개구되도록 제1 상부 보호막(431)의 일부를 제거할 수 있다. 이를 위해, 계단형 적층체(220)의 셀 영역(CAR")을 개구하고, 콘택영역(CTR")을 차단하는 마스크 패턴(미도시)을 식각 베리어로 이용할 수 있다. 예비 슬릿(SI1) 개구 후, 마스크 패턴은 제거될 수 있다.Referring to FIG. 34K , portions of each of the second upper
도 34l을 참조하면, 도 34k에 도시된 예비 계단형 적층체(220)의 복수의 희생막들(SC) 및 복수의 희생패드들(241P)을 제1 예비 슬릿(SI1)을 통해 제거할 수 있다. 이로써, 도 24a 및 도 24b에 도시된 바와 같이 복수의 게이트 영역들(275)이 정의될 수 있다. 이 때, 복수의 콘택홀들(HB") 내부에 잔류된 콘택 절연막(441) 및 라이너막(443)은 Z축 방향으로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이의 갭을 안정적으로 유지하는 지지구조로 이용될 수 있다. 지지구조의 콘택 절연막(441)은 서로 이웃한 층간 절연막들(IL) 사이로 연장될 수 있다.Referring to FIG. 34L , the plurality of sacrificial films SC and the plurality of
이 후, 도 25a 및 도 25b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 블로킹 절연막(161) 및 복수의 도전패턴들(CP)을 형성할 수 있다. 각각의 도전패턴(CP)은 도 25a 및 도 25b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 블로킹 절연막(161)의 제1 개구부(OP1)에 의해 노출될 수 있다. 각각의 도전패턴(CP)은 도 25a 및 도 25b를 참조하여 설명한 바와 같이, 베이스부(CB) 및 베이스부(CB)보다 얇은 두께의 에지부(CE)를 포함할 수 있다. 베이스부(CB)는 채널구조(CH) 및 메모리패턴(151A)을 감쌀 수 있다.After that, as described with reference to FIGS. 25A and 25B , the second blocking insulating
도 34m을 참조하면, 도 26을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 반도체 패턴(111A)을 관통하는 제2 예비 슬릿(SI2)을 형성함으로써 슬릿(SI)이 정의될 수 있다. 이어서, 도 27을 참조하여 설명한 바와 같이, 슬릿(SI)의 측벽에 측벽 절연막(171)을 형성한 후, 도 34l에 도시된 예비 수평패턴(200A) 및 도 34l에 도시된 메모리패턴(151A)의 일부를 제거할 수 있다. 이로써, 수평공간(275)이 개구될 수 있으며, 수평공간(275)에 의해 제1 메모리패턴(151P1) 및 제2 메모리패턴(151P2)이 서로 분리될 수 있다. 또한, 수평공간(275)에 의해 셀 채널막(153A)의 측벽이 노출될 수 있다.Referring to FIG. 34M , as described with reference to FIG. 26 , the slit SI may be defined by forming the second preliminary slit SI2 penetrating the
이 후, 도 28a 및 도 28b를 참조하여 설명한 바와 같이, 수평공간(275)과 슬릿(SI)이 채워지도록 도프트 반도체막(173)을 형성할 수 있다. 도프트 반도체막(173)은 제1 상부 보호막(431) 및 제2 상부 보호막(445)을 덮도록 연장될 수 있다.Thereafter, as described with reference to FIGS. 28A and 28B , the doped
도 34n을 참조하면, 콘택영역(CTR")을 차단하고, 셀 영역(CAR")을 개구하는 마스크 패턴(미도시)을 식각 베리어로 이용한 식각공정을 이용하여 도프트 반도체막(173)의 일부 및 도 34m에 도시된 제2 상부 보호막(445) 및 라이너막(443)을 순차적으로 제거할 수 있다. 이어서, 도 34m에 도시된 콘택 절연막(441)의 일부를 에치-백 등의 식각공정을 통해 제거함으로써, 제2 블로킹 절연막(161)의 일부를 노출시킬 수 있다. 이 때, 도 34m에 도시된 콘택홀(HB")의 측벽을 향하는 제2 블로킹 절연막(161)의 일부가 노출될 수 있으며, 도 34m에 도시된 층간 절연막들(IL) 사이의 콘택 절연막(441)의 일부는 제2 리세스 영역 내부에 콘택 절연패턴(441P)으로서 잔류될 수 있다. 또한, 복수의 콘택홀들(HB")이 개구될 수 있다.Referring to FIG. 34N , a portion of the doped
이 후, 도 30a 및 도 30b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 블로킹 절연막(161)의 일부를 제거함으로써, 제2 개구부(OP2)가 정의될 수 있다. 도전패턴(CP)의 에지부(CE)는 제2 블로킹 절연막(161)의 제2 개구부(OP2)에 의해 노출될 수 있다. 마스크 패턴은 제2 개구부(OP2) 형성 후 제거될 수 있다.After that, as described with reference to FIGS. 30A and 30B , the second opening OP2 may be defined by removing a portion of the second blocking insulating
도 34o를 참조하면, 도 34m에 도시된 복수의 콘택홀들(HB")을 도전물로 채운 후, 충진 절연막(420)이 노출되도록 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 이로써, 복수의 하부 콘택들(403A)에 각각 접속된 복수의 도전성 게이트 콘택들(181A)이 형성될 수 있다. 콘택영역(CTR")에서 제2 반도체 패턴(111B), 예비 콘택구조(200B) 및 제1 반도체 패턴(105B)은 각각의 하부 콘택(403A)을 감싸도록 잔류될 수 있다.Referring to FIG. 34O , after filling the plurality of contact holes HB″ shown in FIG. 34M with a conductive material, a planarization process may be performed to expose the filling insulating
도 34m에 도시된 도프트 반도체막(173)은 상술한 평탄화 공정에 의해 공통소스패턴(CSL)으로서 잔류될 수 있다. 도 32a를 참조하여 설명한 바와 같이, 공통소스패턴(CSL)은 수평 도프트 반도체 패턴(173H) 및 도전성 수직콘택(173VC)으로 구분될 수 있으며, 셀 채널막(153A)에 접촉될 수 있다.The doped
이어서, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 상부 절연막(UI), 비트라인 콘택(193A), 상부 콘택(193B), 비트라인(BL) 및 상부 배선(UL)을 형성하기 위한 후속 공정을 수행할 수 있다.Next, subsequent processes for forming the upper insulating layer UI, the
도 34a 내지 도 34m은 베이스부(CB) 및 베이스부(CB)보다 얇은 두께의 에지부(CE)를 포함하는 도전패턴(CP)의 제조방법에 대한 실시 예에 대해 설명하고 있으나, 본 발명의 실시 예에는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시 예로서, 도 33a 내지 도 33j에 도시된 공정을 이용하여, 도전패턴의 에지부는 도전패턴의 베이스부보다 두껍게 형성될 수 있다.34A to 34M describe an embodiment of a method for manufacturing a conductive pattern CP including a base portion CB and an edge portion CE having a thickness smaller than that of the base portion CB, but the present invention Examples are not limited thereto. As another embodiment, using the process shown in FIGS. 33A to 33J , the edge portion of the conductive pattern may be formed to be thicker than the base portion of the conductive pattern.
도 35는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.35 is a block diagram showing the configuration of a memory system according to an embodiment of the present invention.
도 35를 참조하면, 메모리 시스템(1100)은 메모리 장치(1120)와 메모리 컨트롤러(1110)를 포함한다.Referring to FIG. 35 , a
메모리 장치(1120)는 복수의 플래시 메모리 칩들로 구성된 멀티-칩 패키지일 수 있다. 메모리 장치(1120)는 계단형으로 적층된 복수의 도전패턴들과, 복수의 도전패턴들 중 하나의 도전패턴의 에지부를 관통하고 에지부에 접촉된 도전성 게이트 콘택을 포함할 수 있다. 복수의 도전패턴들은 도전성 게이트 콘택에 접촉된 도전패턴의 에지부 아래에 배치된 하부 도전패턴을 포함할 수 있고, 도전성 게이트 콘택은 하부 도전패턴을 관통할 수 있다. 도전성 게이트 콘택은 콘택 절연패턴에 의해 하부 도전패턴으로부터 절연될 수 있다. 또한, 메모리 장치(1120)는 복수의 도전패턴들 아래에 배치된 수평 도프트 반도체 패턴 및 수평 도프트 반도체 패턴에 접속되고 복수의 도전패턴들로 둘러싸이도록 연장된 셀 채널막을 포함할 수 있다. 도전성 게이트 콘택은 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨로 연장될 수 있으며, 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨에서 보호막이 삽입된 홈을 가질 수 있다. 또는 도전성 게이트 콘택은 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨로 연장된 하부 콘택에 접촉되도록 연장될 수 있다.The
메모리 컨트롤러(1110)는 메모리 장치(1120)를 제어하도록 구성되며, SRAM(Static Random Access Memory)(1111), CPU(Central Processing Unit)(1112), 호스트 인터페이스(1113), 에러정정블록(Error Correction Block)(1114), 메모리 인터페이스(1115)를 포함할 수 있다. SRAM(1111)은 CPU(1112)의 동작 메모리로 사용되고, CPU(1112)는 메모리 컨트롤러(1110)의 데이터 교환을 위한 제반 제어 동작을 수행하고, 호스트 인터페이스(1113)는 메모리 시스템(1100)과 접속되는 호스트의 데이터 교환 프로토콜을 구비한다. 에러정정블록(1114)은 메모리 장치(1120)로부터 리드된 데이터에 포함된 에러를 검출하고, 검출된 에러를 정정한다. 메모리 인터페이스(1115)는 메모리 장치(1120)와의 인터페이싱을 수행한다. 메모리 컨트롤러(1110)는 호스트와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 ROM(Read Only Memory) 등을 더 포함할 수 있다.The
상술한 메모리 시스템(1100)은 메모리 장치(1120)와 메모리 컨트롤러(1110)가 결합된 메모리 카드 또는 SSD(Solid State Drive)일 수 있다. 예를 들어, 메모리 시스템(1100)이 SSD인 경우, 메모리 컨트롤러(1110)는 USB(Universal Serial Bus), MMC(MultiMedia Card), PCI-E(Peripheral Component Interconnection-Express), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer Small Interface), ESDI(Enhanced Small Disk Interface), IDE(Integrated Drive Electronics) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 하나를 통해 외부(예를 들어, 호스트)와 통신할 수 있다.The above-described
도 36은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.36 is a block diagram showing the configuration of a computing system according to an embodiment of the present invention.
도 36을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1200)은 시스템 버스(1260)에 전기적으로 연결된 CPU(1220), RAM(Random Access Memory: 1230), 유저 인터페이스(1240), 모뎀(1250), 메모리 시스템(1210)을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1200)이 모바일 장치인 경우, 컴퓨팅 시스템(1200)에 동작 전압을 공급하기 위한 베터리가 더 포함될 수 있으며, 응용 칩셋, 이미지 프로세서, 모바일 디렘 등이 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 36 , a
메모리 시스템(1210)은 메모리 장치(1212) 및 메모리 컨트롤러(1211)로 구성될 수 있다.The
메모리 장치(1212)는 도 35를 참조하여 설명한 메모리 장치(1120)와 동일하게 구성될 수 있다.The
181A: 도전성 게이트 콘택
181B: 더미 콘택
141, 441P: 콘택 절연패턴
UI: 상부 절연막
CP: 도전패턴
CSL: 공통소스패턴
CE: 도전패턴의 에지부
CB: 도전패턴의 베이스부
CPL: 셀 플러그
151: 메모리막
153: 채널막
153A: 셀 채널막
155A: 코어 절연패턴
155B, 155C: 더미 코어 절연패턴
157: 캡핑패턴
IL: 층간 절연막
161: 블로킹 절연막
OP1, OP2, OP2': 개구부
ST: 계단형 적층체
220, 320: 예비 계단형 적층체
CAR, CAR": 셀 영역
CTR, CTR', CTR": 콘택영역
ER: 연장영역
SI: 슬릿
171: 측벽 절연막
173VC: 도전성 수직콘택
173H: 수평 도프트 반도체 패턴
193A: 비트라인 콘택
193B: 상부 콘택
BL: 비트라인
UL: 상부배선
107, 109: 보호막
131, 420: 충진 절연막
201: 예비 수평막
200A: 예비 수평패턴
200B: 예비 콘택구조
200C: 예비 더미구조
173: 도프트 반도체막
150[1], 150[2]: 지지구조
SC, SC': 희생막
SE, SE': 희생막의 에지부
SB, SB': 희생막의 베이스부
HA, HA": 채널홀
HB, HB', HB": 콘택홀
HC: 더미홀
241P, 303, 331: 희생패드
231, 233, 311, 313: 리세스 영역
273, 433, 451: 보이드
271, 431, 445: 상부 보호막
275, 375: 게이트 영역181A:
141, 441P: contact insulation pattern UI: upper insulation layer
CP: Conductive pattern CSL: Common source pattern
CE: edge portion of conductive pattern CB: base portion of conductive pattern
CPL: cell plug 151: memory film
153:
155A:
157: capping pattern IL: interlayer insulating film
161: blocking insulating film OP1, OP2, OP2': opening
ST: stepped laminate 220, 320: preliminary stepped laminate
CAR, CAR": cell area CTR, CTR', CTR": contact area
ER: extended area SI: slit
171: sidewall insulating film 173VC: conductive vertical contact
173H: horizontal doped
193B: upper contact BL: bit line
UL:
131, 420: filling insulating film 201: preliminary horizontal film
200A: preliminary
200C: preliminary dummy structure 173: doped semiconductor film
150 [1], 150 [2]: support structure SC, SC': sacrificial film
SE, SE': Edge portion of the sacrificial film SB, SB': Base portion of the sacrificial film
HA, HA": channel hole HB, HB', HB": contact hole
HC:
231, 233, 311, 313:
271, 431, 445:
Claims (42)
상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 콘택 절연패턴;
상기 제1 콘택 절연패턴을 감싸는 제1 도전패턴;
상기 제1 도전패턴 상에 배치되고, 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제2 도전패턴; 및
상기 제1 도전패턴 및 상기 제2 도전패턴을 관통하는 셀 플러그를 포함하고,
상기 제2 도전패턴은,
상기 제1 콘택 절연패턴에 중첩되고 상기 제1 도전성 게이트 콘택에 접촉된 제1 에지부; 및
상기 제1 에지부로부터 상기 셀 플러그를 향해 연장되고, 상기 제1 에지부보다 두꺼운 제1 베이스부를 포함하는 반도체 메모리 장치.a first conductive gate contact;
a first contact insulation pattern surrounding the first conductive gate contact;
a first conductive pattern surrounding the first contact insulating pattern;
a second conductive pattern disposed on the first conductive pattern and surrounding the first conductive gate contact; and
A cell plug penetrating the first conductive pattern and the second conductive pattern;
The second conductive pattern,
a first edge portion overlapping the first contact insulating pattern and contacting the first conductive gate contact; and
and a first base portion that extends from the first edge portion toward the cell plug and is thicker than the first edge portion.
상기 제1 도전패턴은,
상기 제2 도전패턴의 상기 제1 에지부에 중첩되고, 상기 제1 에지부보다 두꺼운 제2 베이스부; 및
상기 제2 베이스부로부터 연장되고, 상기 제2 베이스부보다 얇은 제2 에지부를 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 1,
The first conductive pattern,
a second base portion overlapping the first edge portion of the second conductive pattern and thicker than the first edge portion; and
and a second edge portion extending from the second base portion and thinner than the second base portion.
상기 제1 도전패턴의 상기 제2 에지부로 둘러싸이고, 상기 제2 에지부에 접촉된 측벽을 갖는 제2 도전성 게이트 콘택을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 2,
and a second conductive gate contact surrounded by the second edge portion of the first conductive pattern and having a sidewall contacting the second edge portion.
상기 제1 도전패턴과 상기 제2 도전패턴 사이의 층간 절연막;
상기 제1 도전패턴, 상기 제2 도전패턴 및 상기 층간 절연막의 측벽들을 따라 연장된 측벽 절연막;
상기 측벽 절연막 상의 도전성 수직콘택; 및
상기 제1 도전패턴 및 상기 제2 도전패턴 각각의 표면을 따라 연장된 블로킹 절연막을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 1,
an interlayer insulating film between the first conductive pattern and the second conductive pattern;
a sidewall insulating layer extending along sidewalls of the first conductive pattern, the second conductive pattern, and the interlayer insulating layer;
a conductive vertical contact on the sidewall insulating layer; and
The semiconductor memory device further comprising a blocking insulating layer extending along surfaces of each of the first conductive pattern and the second conductive pattern.
상기 블로킹 절연막은 상기 측벽 절연막을 향하는 제1 개구부 및 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 향하는 제2 개구부를 포함하고,
상기 제2 개구부는 상기 제1 개구부보다 좁게 형성된 반도체 메모리 장치.According to claim 4,
The blocking insulating layer includes a first opening facing the sidewall insulating layer and a second opening facing the first conductive gate contact;
The second opening is formed to be narrower than the first opening.
상기 제1 도전패턴 및 상기 제2 도전패턴을 관통하는 더미 콘택;
상기 제1 도전패턴 및 상기 제2 도전패턴 중 적어도 어느 하나와 상기 더미 콘택 사이에 배치된 제2 콘택 절연패턴; 및
상기 더미 콘택의 상면을 차단하는 상부 절연막을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 1,
a dummy contact penetrating the first conductive pattern and the second conductive pattern;
a second contact insulating pattern disposed between at least one of the first conductive pattern and the second conductive pattern and the dummy contact; and
The semiconductor memory device further comprising an upper insulating layer blocking an upper surface of the dummy contact.
상기 수평 도프트 반도체 패턴 상에 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들 및 복수의 도전패턴들을 포함하고, 상기 수평 도프트 반도체 패턴에 중첩된 셀 영역 및 상기 셀 영역으로부터 연장된 콘택영역을 포함하는 계단형 적층체;
상기 수평 도프트 반도체 패턴에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역을 관통하는 셀 채널막;
상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역을 관통하고 상기 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨로 연장된 복수의 도전성 게이트 콘택들; 및
상기 도전성 게이트 콘택들 각각의 측벽을 파고드는 보호막을 포함하는 반도체 메모리 장치.horizontally doped semiconductor patterns;
A staircase including a plurality of interlayer insulating films and a plurality of conductive patterns alternately stacked on the horizontally doped semiconductor pattern, and including a cell region overlapping the horizontally doped semiconductor pattern and a contact region extending from the cell region. mold laminate;
a cell channel film connected to the horizontally doped semiconductor pattern and penetrating the cell region of the stepped stack;
a plurality of conductive gate contacts penetrating the contact region of the stepped stack and extending to a level at which the horizontally doped semiconductor pattern is disposed; and
A semiconductor memory device comprising a passivation layer penetrating sidewalls of each of the conductive gate contacts.
상기 복수의 도전성 게이트 콘택들은, 서로 이격된 제1 도전성 게이트 콘택 및 제2 도전성 게이트 콘택을 포함하고,
상기 복수의 도전패턴들은,
상기 제1 도전성 게이트 콘택 및 상기 제2 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 도전패턴; 및
상기 제1 도전패턴 상에 배치되고 상기 제2 도전성 게이트 콘택으로부터 이격된 제2 도전패턴을 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 7,
The plurality of conductive gate contacts include a first conductive gate contact and a second conductive gate contact spaced apart from each other;
The plurality of conductive patterns,
a first conductive pattern surrounding the first conductive gate contact and the second conductive gate contact; and
A semiconductor memory device comprising a second conductive pattern disposed on the first conductive pattern and spaced apart from the second conductive gate contact.
상기 제2 도전패턴은, 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 에지부, 및 상기 제1 에지부로부터 상기 셀 채널막을 향해 연장된 제1 베이스부를 포함하고,
상기 제1 도전패턴은, 상기 제2 도전패턴의 상기 제1 에지부에 중첩되고 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제2 베이스부, 및 상기 제2 베이스부로부터 상기 제2 도전성 게이트 콘택을 감싸도록 연장된 제2 에지부를 포함하고,
상기 제2 도전패턴의 상기 제1 에지부는 상기 제1 도전성 게이트 콘택에 접촉된 측벽을 갖고,
상기 제1 도전패턴의 상기 제2 에지부는 상기 제2 도전성 게이트 콘택에 접촉된 측벽을 갖는 반도체 메모리 장치.According to claim 8,
The second conductive pattern includes a first edge portion surrounding the first conductive gate contact and a first base portion extending from the first edge portion toward the cell channel layer;
The first conductive pattern may include a second base portion overlapping the first edge portion of the second conductive pattern and surrounding the first conductive gate contact, and surrounding the second conductive gate contact from the second base portion. Including an extended second edge portion,
The first edge portion of the second conductive pattern has a sidewall in contact with the first conductive gate contact;
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the second edge portion of the first conductive pattern has a sidewall contacting the second conductive gate contact.
상기 제1 에지부 및 상기 제2 에지부는 상기 제1 베이스부 및 상기 제2 베이스부보다 얇게 형성된 반도체 메모리 장치.According to claim 9,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the first edge portion and the second edge portion are thinner than the first base portion and the second base portion.
상기 제1 에지부 및 상기 제2 에지부는 상기 제1 베이스부 및 상기 제2 베이스부보다 두껍게 형성된 반도체 메모리 장치.According to claim 9,
The first edge portion and the second edge portion are formed to be thicker than the first base portion and the second base portion.
상기 제1 도전패턴과 상기 제1 도전성 게이트 콘택 사이에 배치된 콘택 절연패턴을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 9,
The semiconductor memory device further comprising a contact insulation pattern disposed between the first conductive pattern and the first conductive gate contact.
상기 수평 도프트 반도체 패턴으로부터 상기 셀 채널막에 나란하게 연장된 도전성 수직콘택;
상기 도전성 수직콘택과 상기 계단형 적층체 사이의 측벽 절연막; 및
상기 복수의 도전패턴들 각각의 표면을 따라 연장된 블로킹 절연막을 더 포함하고,
상기 블로킹 절연막은 상기 측벽 절연막을 향하는 제1 개구부 및 상기 복수의 도전성 게이트 콘택들 중 그에 대응하는 하나의 도전성 게이트 콘택을 향하는 제2 개구부를 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 7,
a conductive vertical contact extending from the horizontally doped semiconductor pattern in parallel to the cell channel layer;
a side wall insulating layer between the conductive vertical contact and the stepped laminate; and
Further comprising a blocking insulating film extending along the surface of each of the plurality of conductive patterns,
The blocking insulating layer includes a first opening facing the sidewall insulating layer and a second opening facing a corresponding one of the plurality of conductive gate contacts.
상기 제2 개구부의 폭은 상기 제1 개구부의 폭보다 좁은 반도체 메모리 장치.According to claim 13,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein a width of the second opening is narrower than a width of the first opening.
상기 제2 개구부의 폭은 상기 제1 개구부의 폭보다 넓은 반도체 메모리 장치.According to claim 13,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein a width of the second opening is greater than a width of the first opening.
상기 계단형 적층체는 상기 콘택영역으로부터 연장된 연장영역을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 7,
The stepped stacked body further includes an extension region extending from the contact region.
상기 복수의 도전성 게이트 콘택들에 접속된 복수의 상부 콘택들;
상기 상부 콘택들에 접속된 복수의 상부 배선들;
상기 계단형 적층체의 상기 연장영역을 관통하고 상기 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨로 연장된 복수의 더미 콘택들; 및
상기 복수의 상부 콘택들 사이와 상기 복수의 상부 배선들 사이를 채우고, 상기 복수의 더미 콘택들을 덮는 상부 절연막을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.17. The method of claim 16,
a plurality of upper contacts connected to the plurality of conductive gate contacts;
a plurality of upper wires connected to the upper contacts;
a plurality of dummy contacts penetrating the extension region of the stepped stack and extending to a level where the horizontally doped semiconductor pattern is disposed; and
and an upper insulating layer filling between the plurality of upper contacts and between the plurality of upper wires and covering the plurality of dummy contacts.
상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역 아래에 배치된 수평 도프트 반도체 패턴;
상기 수평 도프트 반도체 패턴이 배치된 레벨에서 상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역 아래에 배치된 하부 절연막;
상기 하부 절연막을 관통하는 복수의 하부 콘택들;
상기 수평 도프트 반도체 패턴에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 셀 영역을 관통하는 셀 채널막; 및
상기 복수의 하부 콘택들에 접속되고, 상기 계단형 적층체의 상기 콘택영역을 관통하는 복수의 도전성 게이트 콘택들을 포함하는 반도체 메모리 장치.a stepped laminate including a plurality of alternately stacked interlayer insulating films and a plurality of conductive patterns, and including a cell region and a contact region extending from the cell region;
a horizontally doped semiconductor pattern disposed under the cell region of the stepped stack;
a lower insulating layer disposed below the contact region of the stepped stack at a level where the horizontally doped semiconductor pattern is disposed;
a plurality of lower contacts penetrating the lower insulating layer;
a cell channel film connected to the horizontally doped semiconductor pattern and penetrating the cell region of the stepped stack; and
and a plurality of conductive gate contacts connected to the plurality of lower contacts and penetrating the contact region of the stepped stack.
상기 하부 콘택들 각각과 상기 하부 절연막 사이에서 상기 하부 콘택들 각각을 감싸고, 순차로 적층된 제1 보호막, 예비 수평막 및 제2 보호막;
상기 제1 보호막 아래에 배치되고, 상기 하부 콘택들 각각을 감싸는 제1 반도체 패턴; 및
상기 제2 보호막 상에 배치되고, 상기 하부 콘택들 각각을 감싸는 제2 반도체 패턴을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 18,
a first passivation layer, a preliminary horizontal layer, and a second passivation layer that surround each of the lower contacts and are sequentially stacked between each of the lower contacts and the lower insulating layer;
a first semiconductor pattern disposed under the first passivation layer and surrounding each of the lower contacts; and
The semiconductor memory device further comprises a second semiconductor pattern disposed on the second passivation layer and surrounding each of the lower contacts.
상기 복수의 도전성 게이트 콘택들은, 서로 이격된 제1 도전성 게이트 콘택 및 제2 도전성 게이트 콘택을 포함하고,
상기 복수의 도전패턴들은,
상기 제1 도전성 게이트 콘택 및 상기 제2 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 도전패턴; 및
상기 제1 도전패턴 상에 배치되고 상기 제2 도전성 게이트 콘택으로부터 이격된 제2 도전패턴을 포함하는 반도체 메모리 장치.According to claim 18,
The plurality of conductive gate contacts include a first conductive gate contact and a second conductive gate contact spaced apart from each other;
The plurality of conductive patterns,
a first conductive pattern surrounding the first conductive gate contact and the second conductive gate contact; and
A semiconductor memory device comprising a second conductive pattern disposed on the first conductive pattern and spaced apart from the second conductive gate contact.
상기 제2 도전패턴은, 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제1 에지부, 및 상기 제1 에지부로부터 상기 셀 채널막을 향해 연장된 제1 베이스부를 포함하고,
상기 제1 도전패턴은, 상기 제2 도전패턴의 상기 제1 에지부에 중첩되고 상기 제1 도전성 게이트 콘택을 감싸는 제2 베이스부, 및 상기 제2 베이스부로부터 상기 제2 도전성 게이트 콘택을 감싸도록 연장된 제2 에지부를 포함하고,
상기 제2 도전패턴의 상기 제1 에지부는 상기 제1 도전성 게이트 콘택에 접촉된 측벽을 갖고,
상기 제1 도전패턴의 상기 제2 에지부는 상기 제2 도전성 게이트 콘택에 접촉된 측벽을 갖는 반도체 메모리 장치.21. The method of claim 20,
The second conductive pattern includes a first edge portion surrounding the first conductive gate contact and a first base portion extending from the first edge portion toward the cell channel layer;
The first conductive pattern may include a second base portion overlapping the first edge portion of the second conductive pattern and surrounding the first conductive gate contact, and surrounding the second conductive gate contact from the second base portion. Including an extended second edge portion,
The first edge portion of the second conductive pattern has a sidewall in contact with the first conductive gate contact;
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the second edge portion of the first conductive pattern has a sidewall contacting the second conductive gate contact.
상기 제1 에지부 및 상기 제2 에지부는 상기 제1 베이스부 및 상기 제2 베이스부와 상이한 두께를 갖는 반도체 메모리 장치.According to claim 21,
The semiconductor memory device of claim 1 , wherein the first edge portion and the second edge portion have different thicknesses from those of the first base portion and the second base portion.
상기 예비 계단형 적층체를 덮는 충진 절연막을 형성하는 단계;
상기 충진 절연막, 상기 상부 에지부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 콘택홀을 통해 상기 상부 에지부를 희생패드로 대체하는 단계;
상기 콘택홀을 통해 상기 하부 베이스부의 일부를 콘택 절연패턴으로 대체하는 단계; 및
상기 콘택홀의 내부에 상기 콘택 절연패턴 및 상기 희생패드로 둘러싸인 지지구조를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.Including a lower interlayer insulating film, an intermediate interlayer insulating film, an upper interlayer insulating film, a lower base portion between the lower interlayer insulating film and the middle interlayer insulating film, and a lower edge portion that protrudes laterally from the lower base portion than the middle interlayer insulating film and is thinner than the lower base a lower sacrificial film, and an upper base portion between the intermediate interlayer insulating film and the upper interlayer insulating film, and an upper edge portion protruding from the upper base portion to the side of the upper interlayer insulating film and thinner than the upper base portion. forming a sieve;
forming a filling insulating film covering the preliminary stepped laminate;
forming a contact hole penetrating the filling insulating layer, the upper edge portion, the middle interlayer insulating layer, the lower base portion, and the lower interlayer insulating layer;
replacing the upper edge portion with a sacrificial pad through the contact hole;
replacing a part of the lower base portion with a contact insulation pattern through the contact hole; and
and forming a support structure surrounded by the contact insulating pattern and the sacrificial pad inside the contact hole.
상기 상부 층간 절연막, 상기 상부 베이스부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 채널홀을 형성하는 단계;
상기 채널홀의 표면을 따라 메모리막을 형성하는 단계;
상기 메모리막의 표면을 따라 채널막을 형성하는 단계; 및
상기 채널홀의 중심영역을 코어 절연패턴과 상기 코어 절연패턴 상의 캡핑패턴으로 채우는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.24. The method of claim 23,
forming a channel hole penetrating the upper interlayer insulating film, the upper base portion, the middle interlayer insulating film, the lower base portion, and the lower interlayer insulating film;
forming a memory film along the surface of the channel hole;
forming a channel film along the surface of the memory film; and
The method of manufacturing a semiconductor memory device further comprising filling a central region of the channel hole with a core insulating pattern and a capping pattern on the core insulating pattern.
상기 지지구조는 상기 콘택홀 내부로 연장된 상기 메모리막 및 상기 채널막과, 상기 콘택홀 내부에서 상기 채널막 상에 배치된 더미 코어 절연패턴을 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.25. The method of claim 24,
The method of claim 1 , wherein the support structure includes the memory layer and the channel layer extending into the contact hole, and a dummy core insulating pattern disposed on the channel layer inside the contact hole.
상기 콘택홀 내부에 보이드(void)가 정의되도록 상기 지지구조, 및 상기 캡핑패턴을 덮는 상부 보호막을 형성하는 단계;
상기 상부 보호막, 상기 상부 층간 절연막, 상기 상부 베이스부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 슬릿을 형성하는 단계;
상기 지지구조 및 상기 콘택 절연패턴이 노출되도록 상기 슬릿을 통해 상기 하부 희생막, 상기 상부 희생막 및 상기 희생패드를 제거하는 단계;
상기 하부 희생막이 제거된 하부 게이트 영역 및 상기 상부 희생막 및 상기 희생패드가 제거된 상부 게이트 영역 각각의 표면을 따라 블로킹 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 하부 게이트 영역과 상기 상부 게이트 영역 각각의 중심영역을 도전패턴으로 채우는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.26. The method of claim 25,
forming an upper protective layer covering the support structure and the capping pattern to define a void inside the contact hole;
forming a slit penetrating the upper passivation layer, the upper insulating interlayer, the upper base portion, the middle interlayer insulating layer, the lower base portion, and the lower interlayer insulating layer;
removing the lower sacrificial layer, the upper sacrificial layer, and the sacrificial pad through the slit to expose the support structure and the contact insulating pattern;
forming a blocking insulating layer along surfaces of each of the lower gate region from which the lower sacrificial layer is removed and the upper gate region from which the upper sacrificial layer and the sacrificial pad are removed; and
The method of manufacturing the semiconductor memory device further comprising filling a central region of each of the lower gate region and the upper gate region with a conductive pattern.
상기 지지구조를 제거함으로써, 상기 블로킹 절연막의 일부 및 상기 콘택 절연패턴을 노출하는 단계;
상기 콘택 절연패턴에 중첩된 상기 도전패턴의 에지부가 노출되도록 상기 블로킹 절연막의 노출된 영역을 제거하는 단계; 및
상기 도전패턴의 상기 에지부에 접촉되도록 상기 지지구조가 제거된 영역을 도전성 게이트 콘택으로 채우는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.27. The method of claim 26,
exposing a portion of the blocking insulating layer and the contact insulating pattern by removing the support structure;
removing an exposed region of the blocking insulating layer to expose an edge portion of the conductive pattern overlapping the contact insulating pattern; and
and filling a region from which the support structure is removed with a conductive gate contact so as to contact the edge portion of the conductive pattern.
상기 하부 적층체를 예비 수평패턴과 예비 콘택구조로 분리하는 단계;
상기 예비 수평패턴과 상기 예비 콘택구조 상에, 순차로 적층된 하부 층간 절연막, 하부 희생막, 중간 층간 절연막, 상부 희생막 및 상부 층간 절연막을 포함하는 예비 계단형 적층체를 형성하는 단계;
상기 예비 계단형 적층체를 관통하고 상기 예비 콘택구조 내부로 연장된 지지구조를 형성하는 단계;
상기 하부 희생막 및 상기 상부 희생막 각각을 도전패턴으로 교체하는 단계; 및
상기 예비 콘택구조의 상기 예비 수평막 및 상기 지지구조를 도전성 게이트 콘택으로 대체하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.Forming a lower laminate in which a preliminary horizontal film and a protective film are stacked;
Separating the lower laminate into a preliminary horizontal pattern and a preliminary contact structure;
forming a preliminary stepped stack including a lower interlayer insulating layer, a lower sacrificial layer, a middle interlayer insulating layer, an upper sacrificial layer, and an upper interlayer insulating layer sequentially stacked on the preliminary horizontal pattern and the preliminary contact structure;
forming a support structure penetrating the preliminary stepped laminate and extending into the preliminary contact structure;
replacing each of the lower sacrificial layer and the upper sacrificial layer with a conductive pattern; and
and replacing the preliminary horizontal film and the support structure of the preliminary contact structure with a conductive gate contact.
상기 하부 적층체의 상기 보호막은 상기 도전성 게이트 콘택의 내부에 잔류되는 반도체 메모리 장치의 제조방법.29. The method of claim 28,
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the passivation layer of the lower stacked body remains inside the conductive gate contact.
상기 하부 희생막은, 상기 하부 층간 절연막과 상기 중간 층간 절연막 사이의 하부 베이스부 및 상기 하부 베이스부로부터 상기 중간 층간 절연막보다 측부로 돌출된 하부 에지부를 포함하고,
상기 상부 희생막은, 상기 중간 층간 절연막과 상기 상부 층간 절연막 사이의 상부 베이스부 및 상기 상부 베이스부로부터 상기 상부 층간 절연막보다 측부로 돌출된 상부 에지부를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.29. The method of claim 28,
The lower sacrificial layer includes a lower base portion between the lower interlayer insulating layer and the intermediate interlayer insulating layer, and a lower edge portion protruding from the lower base portion to a side of the intermediate interlayer insulating layer,
The upper sacrificial layer includes an upper base portion between the middle interlayer insulating layer and the upper interlayer insulating layer, and an upper edge portion protruding from the upper base portion to a side than the upper interlayer insulating layer. Method of manufacturing a semiconductor memory device.
상기 하부 에지부는 상기 하부 베이스부보다 얇고, 상기 상부 에지부는 상기 상부 베이스부보다 얇게 형성된 반도체 메모리 장치의 제조방법.31. The method of claim 30,
The method of claim 1 , wherein the lower edge portion is thinner than the lower base portion, and the upper edge portion is formed to be thinner than the upper base portion.
상기 지지구조를 형성하는 단계는,
상기 상부 에지부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 콘택홀을 통해 상기 하부 베이스부의 일부와 상기 상부 에지부를 제거하는 단계;
상기 상부 에지부가 제거된 제1 리세스 영역을 채우는 희생패드를 형성하는 단계;
상기 하부 베이스부의 일부가 제거된 제2 리세스 영역을 채우는 콘택 절연패턴을 형성하는 단계;
상기 희생패드 및 상기 콘택 절연패턴 각각의 측벽을 덮도록 상기 콘택홀의 측벽을 따라 메모리막을 형성하는 단계;
상기 메모리막의 표면을 따라 채널막을 형성하는 단계; 및
상기 채널막 상에 더미 코어 절연패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.32. The method of claim 31,
Forming the support structure,
forming contact holes penetrating the upper edge portion, the intermediate interlayer insulating layer, the lower base portion, and the lower interlayer insulating layer;
removing a portion of the lower base portion and the upper edge portion through the contact hole;
forming a sacrificial pad filling the first recessed area from which the upper edge portion was removed;
forming a contact insulation pattern filling a second recessed area from which a portion of the lower base portion is removed;
forming a memory layer along a sidewall of the contact hole to cover sidewalls of each of the sacrificial pad and the contact insulating pattern;
forming a channel film along the surface of the memory film; and
and forming a dummy core insulating pattern on the channel layer.
상기 하부 희생막 및 상기 상부 희생막 각각을 상기 도전패턴으로 교체하는 단계는,
상기 콘택홀 내부에 보이드(void)가 정의되도록 상기 지지구조를 덮는 상부 보호막을 형성하는 단계;
상기 상부 보호막, 상기 상부 층간 절연막, 상기 상부 희생막의 상기 상부 베이스부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 희생막의 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 슬릿을 형성하는 단계;
상기 지지구조 및 상기 콘택 절연패턴이 노출되도록 상기 슬릿을 통해 상기 하부 희생막, 상기 상부 희생막 및 상기 희생패드를 제거하는 단계;
상기 하부 희생막이 제거된 하부 게이트 영역 및 상기 상부 희생막 및 상기 희생패드가 제거된 상부 게이트 영역 각각의 표면을 따라 블로킹 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 하부 게이트 영역과 상기 상부 게이트 영역 각각의 중심영역을 제1 도전물로 채우는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.33. The method of claim 32,
The step of replacing each of the lower sacrificial layer and the upper sacrificial layer with the conductive pattern,
forming an upper protective layer covering the support structure to define a void inside the contact hole;
forming a slit through the upper passivation layer, the upper interlayer insulating layer, the upper base portion of the upper sacrificial layer, the middle interlayer insulating layer, the lower base portion of the lower sacrificial layer, and the lower interlayer insulating layer;
removing the lower sacrificial layer, the upper sacrificial layer, and the sacrificial pad through the slit to expose the support structure and the contact insulating pattern;
forming a blocking insulating layer along surfaces of each of the lower gate region from which the lower sacrificial layer is removed and the upper gate region from which the upper sacrificial layer and the sacrificial pad are removed; and
and filling a central region of each of the lower gate region and the upper gate region with a first conductive material.
상기 예비 콘택구조의 상기 예비 수평막 및 상기 지지구조를 상기 도전성 게이트 콘택으로 대체하는 단계는,
상기 지지구조를 제거함으로써, 상기 블로킹 절연막의 일부 및 상기 콘택 절연패턴을 노출하는 단계;
상기 콘택 절연패턴에 중첩된 상기 도전패턴의 에지부가 노출되도록 상기 블로킹 절연막의 상기 일부를 제거하는 단계; 및
상기 도전패턴의 에지부에 접촉되도록 상기 지지구조가 제거된 영역을 제2 도전물로 채우는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.34. The method of claim 33,
The step of replacing the preliminary horizontal film and the support structure of the preliminary contact structure with the conductive gate contact,
exposing a portion of the blocking insulating layer and the contact insulating pattern by removing the support structure;
removing a portion of the blocking insulating layer to expose an edge portion of the conductive pattern overlapping the contact insulating pattern; and
and filling a region from which the support structure is removed with a second conductive material so as to come into contact with an edge portion of the conductive pattern.
상기 상부 에지부 상에 제1 희생패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.31. The method of claim 30,
The method of manufacturing a semiconductor memory device further comprising forming a first sacrificial pad on the upper edge portion.
상기 지지구조를 형성하는 단계는,
상기 제1 희생패드, 상기 상부 에지부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 상부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 콘택홀을 통해 상기 하부 베이스부의 일부, 상기 상부 에지부 및 상기 제1 희생패드를 제거하는 단계;
상기 상부 에지부 및 상기 제1 희생패드가 제거된 제1 리세스 영역을 채우는 제2 희생패드를 형성하는 단계;
상기 하부 베이스부의 일부가 제거된 제2 리세스 영역을 채우는 콘택 절연패턴을 형성하는 단계;
상기 제2 희생패드 및 상기 콘택 절연패턴 각각의 측벽을 덮도록 상기 콘택홀의 측벽을 따라 메모리막을 형성하는 단계;
상기 메모리막의 표면을 따라 채널막을 형성하는 단계; 및
상기 채널막 상에 더미 코어 절연패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.36. The method of claim 35,
Forming the support structure,
forming contact holes penetrating the first sacrificial pad, the upper edge portion, the middle interlayer insulating layer, the upper base portion, and the lower interlayer insulating layer;
removing a portion of the lower base portion, the upper edge portion, and the first sacrificial pad through the contact hole;
forming a second sacrificial pad filling the upper edge portion and the first recessed area from which the first sacrificial pad is removed;
forming a contact insulation pattern filling a second recessed area from which a portion of the lower base portion is removed;
forming a memory layer along a sidewall of the contact hole to cover each sidewall of the second sacrificial pad and the contact insulating pattern;
forming a channel film along the surface of the memory film; and
and forming a dummy core insulating pattern on the channel layer.
상기 하부 희생막 및 상기 상부 희생막 각각을 상기 도전패턴으로 교체하는 단계는,
상기 콘택홀 내부에 보이드(void)가 정의되도록 상기 지지구조를 덮는 상부 보호막을 형성하는 단계;
상기 지지구조 및 상기 콘택 절연패턴이 노출되도록 상기 하부 희생막, 상기 상부 희생막 및 상기 제2 희생패드를 제거하는 단계;
상기 하부 희생막이 제거된 하부 게이트 영역 및 상기 상부 희생막 및 상기 제2 희생패드가 제거된 상부 게이트 영역 각각의 표면을 따라 블로킹 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 하부 게이트 영역과 상기 상부 게이트 영역 각각의 중심영역을 제1 도전물로 채우는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.37. The method of claim 36,
The step of replacing each of the lower sacrificial layer and the upper sacrificial layer with the conductive pattern,
forming an upper protective layer covering the support structure to define a void inside the contact hole;
removing the lower sacrificial layer, the upper sacrificial layer, and the second sacrificial pad to expose the support structure and the contact insulating pattern;
forming a blocking insulating layer along surfaces of each of the lower gate region from which the lower sacrificial layer is removed and the upper gate region from which the upper sacrificial layer and the second sacrificial pad are removed; and
and filling a central region of each of the lower gate region and the upper gate region with a first conductive material.
상기 상부 층간 절연막, 상기 상부 베이스부, 상기 중간 층간 절연막, 상기 하부 베이스부 및 상기 하부 층간 절연막을 관통하고, 상기 예비 수평패턴의 상기 예비 수평막 내부로 연장된 채널홀을 형성하는 단계;
상기 채널홀의 표면을 따라 메모리막을 형성하는 단계;
상기 메모리막의 표면을 따라 채널막을 형성하는 단계;
상기 채널홀의 중심영역을 코어 절연패턴과 상기 코어 절연패턴 상의 캡핑패턴으로 채우는 단계;
상기 예비 계단형 적층체를 관통하고, 상기 예비 수평패턴의 상기 예비 수평막을 노출하는 슬릿을 형성하는 단계;
상기 슬릿을 통해 상기 메모리막의 일부가 노출되도록 상기 예비 수평패턴의 상기 예비 수평막을 제거하는 단계;
상기 채널막의 일부가 노출되도록 상기 메모리막의 노출된 영역을 제거하는 단계; 및
상기 채널막에 접촉되도록 상기 예비 수평막이 제거된 영역을 도프트 반도체막으로 채우는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.29. The method of claim 28,
forming a channel hole passing through the upper interlayer insulating film, the upper base portion, the middle interlayer insulating film, the lower base portion, and the lower interlayer insulating film and extending into the preliminary horizontal film of the preliminary horizontal pattern;
forming a memory film along the surface of the channel hole;
forming a channel film along the surface of the memory film;
filling a central region of the channel hole with a core insulating pattern and a capping pattern on the core insulating pattern;
forming a slit penetrating the preliminary stepped laminate and exposing the preliminary horizontal film of the preliminary horizontal pattern;
removing the preliminary horizontal layer of the preliminary horizontal pattern to expose a portion of the memory layer through the slit;
removing an exposed area of the memory layer to expose a portion of the channel layer; and
and filling a region from which the preliminary horizontal layer is removed with a doped semiconductor layer so as to contact the channel layer.
상기 하부 적층체를 예비 수평패턴과 예비 콘택구조로 분리하는 단계;
상기 예비 콘택구조를 관통하는 하부 콘택을 형성하는 단계;
상기 예비 수평패턴, 상기 예비 콘택구조 및 상기 하부 콘택을 포함하는 하부 구조상에, 교대로 적층된 복수의 층간 절연막들 및 복수의 희생막들을 포함하는 예비 계단형 적층체를 형성하는 단계;
상기 예비 계단형 적층체를 식각함으로써, 상기 예비 수평막에 중첩된 상기 예비 계단형 적층체의 셀 영역을 관통하는 슬릿 및 상기 하부 콘택에 중첩된 상기 예비 계단형 적층체의 콘택영역을 관통하는 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 콘택홀 내부에 배치되고, 상기 층간 절연막들 사이로 연장된 지지구조를 형성하는 단계;
상기 희생막들 각각을 도전패턴으로 교체하는 단계; 및
상기 콘택홀 내부의 상기 지지구조의 일부를 상기 하부 콘택에 접속된 도전성 게이트 콘택으로 대체하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.Forming a lower laminate in which a preliminary horizontal film and a protective film are stacked;
Separating the lower laminate into a preliminary horizontal pattern and a preliminary contact structure;
forming a lower contact penetrating the preliminary contact structure;
forming a preliminary stepped laminate including a plurality of interlayer insulating films and a plurality of sacrificial films alternately stacked on a lower structure including the preliminary horizontal pattern, the preliminary contact structure, and the lower contact;
By etching the preliminary stepped laminate, a slit passing through the cell region of the preliminary stepped laminate overlapped with the preliminary horizontal film and a contact passing through the contact region of the preliminary stepped laminate overlapped with the lower contact forming a hole;
forming a support structure disposed inside the contact hole and extending between the interlayer insulating films;
replacing each of the sacrificial layers with a conductive pattern; and
and replacing a portion of the support structure inside the contact hole with a conductive gate contact connected to the lower contact.
상기 복수의 희생막들 중 하나는, 상기 하부 콘택에 중첩된 에지부 및 상기 에지부로부터 상기 예비 계단형 적층체의 셀 영역을 향해 연장되며 상기 에지부와 상이한 두께를 갖는 베이스부를 포함하고,
상기 콘택홀은 상기 에지부를 관통하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.40. The method of claim 39,
One of the plurality of sacrificial layers includes an edge portion overlapping the lower contact and a base portion extending from the edge portion toward a cell region of the preliminary stepped laminate and having a thickness different from that of the edge portion,
The method of manufacturing a semiconductor memory device in which the contact hole passes through the edge portion.
상기 지지구조를 형성하는 단계는,
상기 슬릿 내부에 보이드가 정의되도록 상기 예비 계단형 적층체의 상기 셀 영역에 중첩된 제1 상부 보호막을 형성하는 단계;
상기 복수의 희생막들 중 상기 에지부에 중첩된 하부 희생막의 일부와, 상기 에지부를 상기 콘택홀을 통해 제거하는 단계;
상기 에지부가 제거된 제1 리세스 영역을 희생패드로 채우는 단계;
상기 하부 희생막의 상기 일부가 제거된 제2 리세스 영역이 채워지도록 상기 콘택홀의 측벽을 따라 콘택 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 콘택 절연막 상에 라이너막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.41. The method of claim 40,
Forming the support structure,
forming a first upper passivation film overlapping the cell region of the preliminary stepped laminate so as to define a void inside the slit;
removing a portion of a lower sacrificial layer overlapping the edge portion among the plurality of sacrificial layers and the edge portion through the contact hole;
filling the first recess area from which the edge portion is removed with a sacrificial pad;
forming a contact insulating layer along a sidewall of the contact hole to fill a second recess region in which the portion of the lower sacrificial layer is removed; and
A method of manufacturing a semiconductor memory device comprising forming a liner film on the contact insulating film.
상기 희생막들 각각을 도전패턴으로 교체하는 단계는,
상기 예비 계단형 적층체의 상기 콘택영역에 중첩된 제2 상부 보호막을 형성하는 단계;
상기 슬릿이 개구되도록 상기 제1 상부 보호막의 일부를 제거하는 단계;
상기 슬릿을 통해 상기 복수의 희생막들 및 상기 희생패드를 제거하는 단계; 및
상기 복수의 희생막들 및 상기 희생패드가 제거된 영역들 각각을 도전물로 채우는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 제조방법.42. The method of claim 41,
The step of replacing each of the sacrificial films with a conductive pattern,
forming a second upper passivation layer overlapping the contact area of the preliminary stepped laminate;
removing a portion of the first upper passivation layer to open the slit;
removing the plurality of sacrificial layers and the sacrificial pad through the slit; and
and filling each of the regions from which the plurality of sacrificial layers and the sacrificial pad are removed with a conductive material.
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